【摘要】：近年來,冷彎薄壁型鋼結構建筑在國內得到了一定發(fā)展。目前常使用OSB板、石膏板、竹膠合板、輕質混凝土板等作為這類建筑的覆面板。同時,紙面稻草板這一新型生態(tài)板材也走進了國內市場。紙面稻草板具有隔熱阻燃,隔音降噪等優(yōu)點,并且生產(chǎn)過程環(huán)保,原材料再生周期短。因此在冷彎薄壁型鋼結構建筑中采用紙面稻草板作為墻體覆面板,可以改善墻體的隔熱隔音性能,同時充分利用了廢棄農(nóng)業(yè)資源。本文通過試驗和有限元分析方法,對冷彎薄壁C型鋼-紙面稻草板組合墻抗震性能進行研究,為該組合墻體的工程應用提供參考依據(jù)。開展了 4個足尺冷彎薄壁C型鋼-紙面稻草板組合墻體和1個不覆面板的型鋼骨架的低周往復加載試驗,研究了不同豎向荷載、有無紙面稻草板覆面、型鋼骨架中有無斜撐對墻體抗震承載力的影響。分析得到各試件的承載力特征值、抗側剛度、延性系數(shù)和能量耗散系數(shù)等抗震性能指標。結果表明:兩側覆上紙面稻草板可使型鋼骨架的承載力提高7～8倍,斜撐對墻體承載力的提高不明顯;隨著豎向荷載增大,墻體承載力呈線性減小;此類墻體抗震承載力為13.81kN/m～19.75 kN/m,延性和耗能能力等各項抗震指標良好;此類墻體抗側剛度稍顯不足,主要破壞形式是紙面稻草板和型鋼之間的連接破壞以及鋼骨架邊立柱底部局部屈曲,可對此進行改進。利用有限元軟件ANSYS進行有限元分析。在建模過程中充分考慮了材料非線性和幾何非線性,采用耦合和建立彈簧單元的方法來模擬自攻螺釘?shù)淖饔?并根據(jù)試件在試驗中實際受力情況給模型施加合理的邊界條件。有限元分析結果與試驗結果基本吻合,驗證了有限元分析方法可行性。在此基礎上,通過有限元參數(shù)分析,研究了型鋼骨架截面尺寸、鋼材強度、立柱間距、外圍螺釘間距和墻體高寬比等因素對墻體承載力的影響。分析結果表明:適當減小立柱間距和外圍自攻螺釘間距是提高墻體承載力比較經(jīng)濟有效的方法。同時柱距不宜小于400mm,外圍自攻螺釘間距不宜小于100mm�；谝陨涎芯�,根據(jù)組合墻體的破壞形態(tài)建立平衡方程,推導出適用于不同高寬比和豎向荷載的冷彎薄壁C型鋼-紙面稻草板組合墻抗震承載力公式。并且借鑒同類文獻,得出適合于該類組合墻體抗震設計的承載力分項系數(shù)。通過與其他覆面板墻體對比,驗證了該組合墻體可以作為承重墻體使用。并結合試驗中遇到的問題以及研究得到結論提出一些設計建議。
【圖文】：

型鋼組合墻體三維動力非線性分析中，該模型是單自由度體系，其中覆面板被簡化為交逡逑叉拉壓桿，有限元分析時，組合墻體的滯回性能通過假定在拉壓桿上出現(xiàn)纖維鉸來模逡逑擬，如圖１－３所示。同時該研究也對組合墻體在可能的地震作用下的強度、延性給出了逡逑初步的結論。逡逑＿Ｍ／２邐Ｍ／２＿逡逑Ｗ邐纖維鉸逡逑／邐（ＦＨ）逡逑圖１－３墻體抗剪滯回模型逡逑２00８年，羅馬尼亞普利塔力卡大學的Ｄｕｂｉｎａ等人［３１］通過輕型鋼屋架房屋結構抗震逡逑性能試驗發(fā)現(xiàn)：組合墻體的整體性主要取決于連接構件的性能；房屋三維結構的整體性逡逑受到非結構構件的影響很大，在傳統(tǒng)的設計過程中并未考慮這些影響。此外Ｄｕｂｉｎａ等逡逑人在試驗中，，還對輕鋼結構的震動進行了分析，提出這種結構的組合墻體在抗震設計時逡逑阻尼比宜�。埃埃�。逡逑２０１２年，土耳其安蒂提姆大學的Ｂａｒａｎ等人［３２］進行了邋１３個分別以ＯＳＢ板和ＣＦＳ逡逑板（冷成型鋼板）為覆面板的全尺寸組合墻體單調受剪試驗。經(jīng)過試驗發(fā)現(xiàn)，墻體底部逡逑抗拔構件和它附近的下導軌型鋼破壞比較嚴重，這表明抗拔件提供的抗力大小對組合墻逡逑體的承載力有很大影響。此外型鋼骨架中對角支撐的存在，能略微提高組合墻體的承載逡逑了和前期剛度。同時研宄也給出了預測類似墻體承載力的計算公式。逡逑２０１３年

冷彎薄壁ｃ型鋼－紙面稻草板組合墻的抗震性能，本試驗依次進行冷草板的材性試驗，以及組合墻體低周往復加載試驗。型鋼和稻草板響組合墻體的抗震性能。通過材性試驗，可初步掌握兩種材料的力試驗研宄和有限元分析研究提供依據(jù)。組合墻體試驗中，共制作４個型鋼骨架進行研宄。通過觀察試件的破壞過程，分析破壞機理，，研究了豎向荷載、斜撐對墻體抗震承載力的影響，驗證了這種組（以下“紙面稻草板”也簡稱作“稻草板”）逡逑試驗逡逑材性試件逡逑用鋼材為市場購買的鞍鋼產(chǎn)Ｑ２３５Ｂ鍍鋅鋼板，單面鍍層厚度為２０１．５ｍｍ和１．０ｍｍ兩種。試件沿鋼板平行軋制方向取樣，試件的尺均根據(jù)ＧＢ／Ｔ邋２２８．１－２０１０《金屬材料拉伸試驗第１部分：室溫試驗同厚度鋼材的拉伸試件各制作４個，兩組一共８個，各試件的具體１。逡逑
【學位授予單位】：東北林業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TU398.9;TU352.11

【參考文獻】

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本文編號：2701120