裝配式鋼框架-節(jié)能復合墻板結構體系的滯回性能研究.pdf

1、近年來，隨著住宅產業(yè)化的推行，鋼結構作為裝配式住宅的優(yōu)良結構形式，已被廣泛應用于住宅建筑中。與鋼框架結構配套的墻體材料的選用，也成為鋼結構住宅推廣應用的關鍵所在。在國家提倡綠色節(jié)能建筑等相關政策的引導下，新型節(jié)能復合墻體應運而生。這些墻體具有輕質高強、保溫性能好等優(yōu)點，能滿足人們對安全、舒適、環(huán)保、節(jié)能等多功能的需求，是理想的節(jié)能建筑材料。國內外大量研究發(fā)現(xiàn)，墻板與鋼框架通過一定的方式連接，當結構體系承受水平地震作用時，墻板和鋼框架便作

2、為一個整體共同抵抗水平力，墻板不僅對鋼框架結構起到圍護和分隔作用，同時在結構承受水平荷載作用時也參與了受力。墻板的存在加強了對鋼框架梁、柱變形的限制，兩者形成一種相互約束的結構體系，有效的提高了結構的抗側承載力與抗側剛度，也改善了結構的抗震性能。
　　 目前對帶有節(jié)能復合墻板鋼框架的抗震性能研究還剛剛起步，加上復合墻板的種類眾多，墻板與鋼框架的連接形式也有所差異，研究成果遠未達到成熟的階段。本文結合住宅產業(yè)化與建筑節(jié)能的核心理念

3、，提出了裝配式節(jié)能建筑結構體系——“裝配式鋼框架—節(jié)能復合墻板結構體系”。主體框架采用鋼結構形式，梁柱節(jié)點采用半剛性端板連接，節(jié)能復合墻板采用預制鋼絲網架混凝土夾心板。墻板與鋼框架的連接方式采用點掛式連接。
　　 本文通過開展低周往復荷載試驗，對該結構體系的滯回性能進行了深入研究，并利用大型通用有限元分析軟件ABAQUS進行了數值模擬分析。最后結合試驗與有限元分析的相關結論，給出了該結構體系的滯回性能參數及設計建議。所開展的主要

4、工作和研究結論如下:
　　 (1)設計制作了6榀單層、單跨的縮尺模型試件，對其進行了低周反復加載試驗。通過試驗系統(tǒng)研究了該結構的破壞模式、滯回性能、剛度退化、變形及延性、耗能能力等。
　　 (2)在試驗的基礎上，采用ABAQUS對該結構體系進行了建模與計算分析，提出了該結構體系的有限元模型，鋼框架與墻板均采用三維殼單元，帶鋼板斜向支撐的墻板支撐部分采用復合材料層模擬，梁柱端板連接及墻板與鋼框架的連接均采用彈簧單元。并進行

5、了對比驗證分析與相關參數分析。
　　 (3)試驗研究結果表明:該結構具有良好的抗側力性能與抗震性能，“先墻板，后框架”的破壞模式對結構抗震來說較為安全，且墻板的整體性能較好;帶鋼板斜向支撐的墻板能明顯提高結構的承載能力和極限位移，其延性性能與耗能能力較好;陶?；炷翂Π迤洹拜p質高強”的特點有利于結構的抗震;墻板與鋼框架梁柱連接的結構形式其抗震性能更加優(yōu)越;該結構體系的初始剛度為空框架結構的2.2～2.9倍，結構延性系數較高，在3

6、.23～4.54范圍內，該結構的具有良好的耗能性能（能量耗散系數E在0.65左右）。
　　 (4)有限元研究結果表明:數值模擬應力應變云圖以及結構的變形與試驗結果較為一致，墻板要先于鋼框架達到其材料的極限強度;數模擬與試驗得到的滯回曲線形式基本一致，兩者的骨架曲線也吻合較好，誤差在10％左右。墻板厚度對結構整體的抗側剛度影響較小;墻板與鋼框架相對“柔性”的連接方式，即可以提高結構的抗側剛度，又能保證結構在較大水平位移時墻板仍有有