竖向荷载作用下加斜撑冷弯薄壁型钢组合墙体抗震性能研究
发布时间：2024-01-17 15:27
近年来,我国大力推行“绿色装配式建筑”,冷弯薄壁型钢结构住宅体系作为当前装配式建筑的代表得到迅速推广。由面板材料和钢龙骨连接而成的组合墙体是冷弯薄壁型钢结构住宅体系的主要承重构件,虽然国内外对冷弯薄壁型钢组合墙体的抗震性能已经进行了一定数量的试验研究和有限元模拟分析,其结构形式包括:开洞墙体、X交叉钢带支撑组合墙体、覆钢板墙体等,但迄今为止,对于加斜向刚性支撑的冷弯薄壁型钢组合墙体受力性能的研究还并不多见,特别是考虑竖向荷载同时作用下此类墙体的抗震性能还缺乏系统的研究。本文通过对竖向荷载作用下加斜撑冷弯薄壁型钢组合墙体的试验研究和理论分析,考察了墙体的受力过程特征、破坏模式和滞回性能;探讨了竖向荷载(墙架柱轴压比)大小、钢龙骨屈服强度等因素对墙体抗震性能的影响规律;并基于试验和有限元参数分析结果,提出了抗震设计下墙体的设计方法和建议。(1)对竖向荷载作用下加斜撑冷弯薄壁型钢组合墙体不带板和单面覆OSB板,共计6面墙体进行了水平低周往复加载试验。考察了墙体的受力性能、破坏模式,分析了墙体滞回性能、延性、耗能能力等力学特征。由试验研究可知:相同竖向荷载作用下,单面覆OSB板墙体较无面板墙体...
【文章页数】：115 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
中文摘要
英文摘要
1 绪论
1.1 引言
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.3 本课题研究目的及主要内容
1.3.1 研究目的
1.3.2 主要内容
2 带斜撑组合墙体抗剪性能试验研究
2.1 概述
2.2 试验目的
2.3 试件的设计与材料特性
2.3.1 试件的设计
2.3.2 试件的材料特性
2.4 试验装置与仪表布置
2.4.1 试验装置
2.4.2 试验测点布置
2.5 试验加载制度及试验过程
2.5.1 加载制度
2.5.2 试验过程及破坏特征
2.5.3 试验现象小结
2.6 试验结果与分析
2.6.1 水平荷载作用下墙体顶部侧移的计算
2.6.2 试件荷载、位移的确定方法
2.6.3 试验数据处理
2.6.4 试验结果分析
2.7 本章小结
3 自攻螺钉连接抗剪试验
3.1 试验设计与试验内容
3.2 试验装置
3.3 试验过程
3.3.1 A组(1.2mm厚钢板+1.2mm厚钢板)试验过程及破坏现象
3.3.2 B组(1.2mm厚钢板+3.0mm厚钢板)试验过程及破坏现象
3.3.3 C组(1.2mm厚钢板+3.0mm厚钢板+1.2mm厚钢板)试验过程及破坏现象
3.3.4 D组(1.2mm厚钢板+12mm厚OSB板)试验过程及破坏现象
3.4 试验结果及分析
3.4.1 各组试验的荷载-变形曲线
3.4.2 各组试验数据分析
3.5 小结
4 组合墙体的有限元模型
4.1 ABAQUS软件简介
4.2 ABAQUS非线性问题分析
4.3 薄壁杆件的有限元分析
4.3.1 局部坐标系下壳单元的刚度矩阵
4.3.2 整体坐标系下壳单元的刚度矩阵
4.3.3 组合墙体的总体刚度矩阵
4.4 有限元模型的建立
4.4.1 模型材料属性的设定
4.4.2 模型单元选取与网格划分
4.4.3 自攻螺钉连接模拟方法
4.4.4 加载方式和边界条件
4.5 求解结果与后处理
4.6 小结
5 竖向荷载作用下带斜撑组合墙体抗震性能有限元分析
5.1 不带板加斜撑组合墙体有限元分析(竖向力80kN)
5.1.1 有限元分析
5.1.2 有限元分析结果与试验结果比较
5.2 单面覆OSB板加斜撑组合墙体有限元分析(竖向力80kN)
5.2.1 有限元分析
5.2.2 有限元分析结果与试验结果比较
5.3 单面覆OSB板加斜撑组合墙体有限元分析(竖向力120kN)
5.3.1 有限元分析
5.3.2 有限元分析结果与试验结果比较
5.4 墙体参数分析
5.4.1 钢龙骨屈服强度对墙体抗震性能的影响
5.4.2 竖向荷载对墙体抗震性能的影响
5.5 小结
6 带斜撑冷弯薄壁型钢组合墙体设计建议
6.1 引言
6.2 组合墙体抗剪承载力设计值
6.2.1 抗力分项系数的确定
6.2.2 组合墙体单位长度抗剪承载力建议设计值
6.3 竖向荷载作用下带斜撑冷弯薄壁型钢组合墙体设计建议
6.4 小结
7 结论与展望
7.1 结论
7.2 本文创新点
7.3 今后研究展望
致谢
参考文献
附录
A：攻读硕士期间撰写的主要学术论文
B：作者在攻读硕士学位期间参与的科研成果目录
C：作者在攻读硕士学位期间参与重要会议目录
本文编号：3879327
【文章页数】：115 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
中文摘要
英文摘要
1 绪论
1.1 引言
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.3 本课题研究目的及主要内容
1.3.1 研究目的
1.3.2 主要内容
2 带斜撑组合墙体抗剪性能试验研究
2.1 概述
2.2 试验目的
2.3 试件的设计与材料特性
2.3.1 试件的设计
2.3.2 试件的材料特性
2.4 试验装置与仪表布置
2.4.1 试验装置
2.4.2 试验测点布置
2.5 试验加载制度及试验过程
2.5.1 加载制度
2.5.2 试验过程及破坏特征
2.5.3 试验现象小结
2.6 试验结果与分析
2.6.1 水平荷载作用下墙体顶部侧移的计算
2.6.2 试件荷载、位移的确定方法
2.6.3 试验数据处理
2.6.4 试验结果分析
2.7 本章小结
3 自攻螺钉连接抗剪试验
3.1 试验设计与试验内容
3.2 试验装置
3.3 试验过程
3.3.1 A组(1.2mm厚钢板+1.2mm厚钢板)试验过程及破坏现象
3.3.2 B组(1.2mm厚钢板+3.0mm厚钢板)试验过程及破坏现象
3.3.3 C组(1.2mm厚钢板+3.0mm厚钢板+1.2mm厚钢板)试验过程及破坏现象
3.3.4 D组(1.2mm厚钢板+12mm厚OSB板)试验过程及破坏现象
3.4 试验结果及分析
3.4.1 各组试验的荷载-变形曲线
3.4.2 各组试验数据分析
3.5 小结
4 组合墙体的有限元模型
4.1 ABAQUS软件简介
4.2 ABAQUS非线性问题分析
4.3 薄壁杆件的有限元分析
4.3.1 局部坐标系下壳单元的刚度矩阵
4.3.2 整体坐标系下壳单元的刚度矩阵
4.3.3 组合墙体的总体刚度矩阵
4.4 有限元模型的建立
4.4.1 模型材料属性的设定
4.4.2 模型单元选取与网格划分
4.4.3 自攻螺钉连接模拟方法
4.4.4 加载方式和边界条件
4.5 求解结果与后处理
4.6 小结
5 竖向荷载作用下带斜撑组合墙体抗震性能有限元分析
5.1 不带板加斜撑组合墙体有限元分析(竖向力80kN)
5.1.1 有限元分析
5.1.2 有限元分析结果与试验结果比较
5.2 单面覆OSB板加斜撑组合墙体有限元分析(竖向力80kN)
5.2.1 有限元分析
5.2.2 有限元分析结果与试验结果比较
5.3 单面覆OSB板加斜撑组合墙体有限元分析(竖向力120kN)
5.3.1 有限元分析
5.3.2 有限元分析结果与试验结果比较
5.4 墙体参数分析
5.4.1 钢龙骨屈服强度对墙体抗震性能的影响
5.4.2 竖向荷载对墙体抗震性能的影响
5.5 小结
6 带斜撑冷弯薄壁型钢组合墙体设计建议
6.1 引言
6.2 组合墙体抗剪承载力设计值
6.2.1 抗力分项系数的确定
6.2.2 组合墙体单位长度抗剪承载力建议设计值
6.3 竖向荷载作用下带斜撑冷弯薄壁型钢组合墙体设计建议
6.4 小结
7 结论与展望
7.1 结论
7.2 本文创新点
7.3 今后研究展望
致谢
参考文献
附录
A：攻读硕士期间撰写的主要学术论文
B：作者在攻读硕士学位期间参与的科研成果目录
C：作者在攻读硕士学位期间参与重要会议目录
本文编号：3879327
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