為了系統(tǒng)全面地了解冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)房屋的抗震性能和設(shè)計方法,本文設(shè)計了足尺冷彎薄壁型鋼房屋,采用試驗研究、有限元分析及與工程實例相結(jié)合的分析方法對冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)房屋抗震性能進行了研究,主要研究內(nèi)容如下:(1)試驗?zāi)Ｐ蜑橐粚永鋸澅”谛弯摻Y(jié)構(gòu)房屋足尺模型,選取工程實際常用構(gòu)件,采用裝配化施工。通過對結(jié)構(gòu)進行白噪聲掃頻,確定其震前、震后的自振頻率;根據(jù)場地類別和特征周期等選取Taft地震波、El centro地震波和一條人工波RG1;對模型在7度多遇、7度基本、7度罕遇和8度罕遇地震烈度下的加速度反應(yīng)和位移反應(yīng)進行了分析。(2)根據(jù)試驗?zāi)Ｐ?采用ABAQUS有限元軟件建立了精細化模型和簡化模型,對模型進行數(shù)值分析,并與試驗結(jié)果進行了對比,驗證了建模方式的正確性后,為研究不同覆面板結(jié)構(gòu)、墻架柱間斜撐、墻體開洞率、房屋層數(shù)、房屋跨數(shù)、房屋平面長寬比和房屋平面布置形式對結(jié)構(gòu)抗震性能的影響,建立了14個有限元模型,并對其進行了模態(tài)分析和非線性時程分析,為實際工程設(shè)計提供參考。(3)以實際工程為背景,根據(jù)有限元參數(shù)分析結(jié)果,選取在9度地震區(qū)最優(yōu)化的結(jié)構(gòu)形式,選取BigBear地震波、Mammoth Lake地震波和人工合成波Artwave-RH4TG065對結(jié)構(gòu)進行9度罕遇地震作用下的時程分析,并將分析結(jié)果與計算結(jié)果進行對比,為冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)的推廣提供依據(jù)。(4)對冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)房屋組合墻體墻面板類型、墻架柱間是否設(shè)置斜撐、端柱截面形式、抗拔件構(gòu)造、過梁構(gòu)造形式、結(jié)構(gòu)平面布置、節(jié)點連接等抗震設(shè)計方法進行總結(jié),為推動冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)廣泛應(yīng)用于高烈度地震區(qū)提供參考。通過對冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)房屋的振動臺試驗研究與有限元分析,結(jié)合工程實際,驗證了冷彎薄壁型鋼房屋可滿足9度地震區(qū)抗震要求,可為工程應(yīng)用提供試驗和理論指導。
【學位單位】：長安大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TU392.1
【部分圖文】：

冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)體系主要由冷彎薄壁型鋼組合墻體、組合樓蓋和屋蓋等組成（圖1.1），其基本構(gòu)件常采用 C 形和 U 形冷彎薄壁型鋼構(gòu)件。墻體主要由墻架柱、導梁、底梁、水平支撐、覆面板、抗剪交叉鋼帶、抗拔件等構(gòu)件組成。樓蓋主要由冷彎薄壁型鋼樓蓋梁、邊梁和樓面板、剛性支撐件及扁鋼帶組成，樓面板可采用輕質(zhì)混凝土樓板、定向刨花板（OSB 板）或其他輕質(zhì)樓板。屋蓋主要由冷彎薄壁型鋼屋架和結(jié)構(gòu)面板組成，屋架一般采用三角形斜撐或人字形斜梁形式，屋蓋、樓蓋和墻體具體構(gòu)造如圖 1.2 所示。圖 1.1 冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)房屋

圖 1.2 屋蓋、樓蓋和墻體構(gòu)造圖相比傳統(tǒng)磚混和混凝土結(jié)構(gòu)，冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)房屋主要有以下優(yōu)點：（1）綠色節(jié)能，墻體保溫隔熱技術(shù)，能增加房屋居住舒適度，可使房屋冬暖夏涼；（2）采用干法施工作業(yè)，節(jié)約水資源；（3）裝配化程度高、施工速度快，可進行工業(yè)化生產(chǎn)，極大節(jié)省人工成本；（4）施工工程中產(chǎn)生的建筑垃圾和污染物較少，有利于環(huán)境保護[4]，且所用建筑材料可回收再利用，可大大減少建筑垃圾，滿足國家綠色可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略；（5）相比混凝土和砌體結(jié)構(gòu)，冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)組合墻體較薄，可增加套內(nèi)使用面積；（6）發(fā)展冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)房屋可有效化解我國產(chǎn)能過剩、推進我國裝配式建筑發(fā)展和建筑工業(yè)化的進程。由于冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)房屋的一系列優(yōu)點，其早已在美國、日本、澳大利亞等國得到了普及，成為低層住宅的重要結(jié)構(gòu)形式[5,6]。從 21 世紀起，我國開始從國外引進低層

長安大學碩士學位論文臺試驗。模型 1 由冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)框架、未覆面板的剪力墻、覆面板屋蓋、的組合樓蓋等構(gòu)成，主要由結(jié)構(gòu)骨架構(gòu)成，如圖 1.3 所示。模型 2 結(jié)構(gòu)體系與同，但包含了所有的覆面結(jié)構(gòu)，如圖 1.4 所示。通過對其進行振動臺試驗，觀象可知，在地震作用下，房屋的破壞主要集中在非結(jié)構(gòu)構(gòu)件，結(jié)構(gòu)構(gòu)件完好，薄壁型鋼結(jié)構(gòu)房屋具有良好的抗震性能。

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 馬榮奎;李元齊;;低層冷彎薄壁型鋼龍骨體系房屋抗震性能有限元分析[J];建筑結(jié)構(gòu)學報;2014年05期

2 王來;陳堯;李芮;;基于蒙皮效應(yīng)的冷彎薄壁型鋼住宅結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)分析[J];工業(yè)建筑;2013年11期

3 李元齊;劉飛;沈祖炎;申林;秦雅菲;;高強超薄壁冷彎型鋼低層住宅足尺模型振動臺試驗[J];建筑結(jié)構(gòu)學報;2013年01期

4 沈祖炎;劉飛;李元齊;;高強超薄壁冷彎型鋼低層住宅抗震設(shè)計方法[J];建筑結(jié)構(gòu)學報;2013年01期

5 李元齊;劉飛;沈祖炎;何慧文;;S350冷彎薄壁型鋼住宅足尺模型振動臺試驗研究[J];土木工程學報;2012年10期

6 張國杰;曹寶珠;金誠;白愛華;;多層冷彎薄壁型鋼住宅體系的發(fā)展和應(yīng)用[J];吉林建筑工程學院學報;2012年01期

7 黃智光;王亞軍;蘇明周;申林;;冷彎薄壁型鋼墻體恢復力模型及房屋地震反應(yīng)簡化分析方法研究[J];土木工程學報;2012年02期

8 陸偉東;;基于MATLAB的地震模擬振動臺試驗的數(shù)據(jù)處理[J];南京工業(yè)大學學報(自然科學版);2011年06期

9 郭小燕;姚勇;王欣;;冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)住宅經(jīng)濟性分析[J];建筑技術(shù);2011年05期

10 黃智光;蘇明周;何保康;申林;齊巖;孫健;俞福利;;冷彎薄壁型鋼三層房屋振動臺試驗研究[J];土木工程學報;2011年02期

相關(guān)會議論文 前1條

1 葉列平;陸新征;趙世春;楊慶山;;汶川地震建筑震害調(diào)查與分析[A];第七屆全國混凝土耐久性學術(shù)交流會論文集[C];2008年

相關(guān)博士學位論文 前2條

1 黃智光;低層冷彎薄壁型鋼房屋抗震性能研究[D];西安建筑科技大學;2011年

2 石宇;水平地震作用下多層冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)住宅的抗震性能研究[D];長安大學;2008年

相關(guān)碩士學位論文 前7條

1 葛成宣;冷彎薄壁型輕鋼結(jié)構(gòu)住宅體系的抗震性能研究[D];安徽建筑大學;2016年

2 黃巧藝;低層輕型鋼結(jié)構(gòu)體系的整體受力性能分析[D];浙江工業(yè)大學;2011年

3 彭林林;多層冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)住宅抗震性能研究[D];清華大學;2010年

4 李正春;冷彎薄壁型鋼鋼結(jié)構(gòu)住宅的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用研究[D];西安建筑科技大學;2007年

5 劉峰;新型輕鋼龍骨體系整體結(jié)構(gòu)有限元分析[D];武漢理工大學;2006年

6 葉紅;新型輕鋼龍骨體系振動試驗研究及動力分析[D];武漢理工大學;2005年

7 張雪姣;輕鋼龍骨體系住宅抗震性能研究[D];南京工業(yè)大學;2005年

本文編號：2818859