轻钢龙骨注浆复合墙板-钢框架结构抗震性能数值分析与试验研究

为研究地震作用下轻钢龙骨注浆复合墙板-钢框架结构的受力特性和破坏机理,利用ABAQUS有限元分析软件建立了轻钢龙骨注浆复合墙板-钢框架结构的有限元分析模型,并通过试验验证了有限元分析模型的准确性。分析了钢材屈服强度、填料强度、面板类型、钢带数量以及龙骨立柱间距对轻钢龙骨注浆复合墙板-钢框架结构抗震性能的影响。研究结果表明：钢框架的钢材强度、面板类型和钢带数量是影响轻钢龙骨注浆复合墙板-钢框架结构抗剪承载力的主要因素,轻钢龙骨的钢材强度、填料强度和龙骨立柱间距对轻钢龙骨注浆复合墙板-钢框架结构的影响较小。研究成果将为此类结构在设计与施工应用中提供科学依据。     

外挂复合墙板半刚性钢管混凝土框架抗震试验研究

为了研究在地震作用下外挂复合墙板装配式钢结构的抗震性能,本文进行了4榀外挂复 合墙板半刚性钢管混凝土框架试件和1榀半刚性钢管混凝土框架试件的水平低周反复荷载试验。 研究参数为墙板的混凝土类型、墙连方式、斜撑设置和是否设置墙板。研究了地震作用下墙板 与框架的共同工作性能和破坏模式,分析了结构的滞回曲线、骨架曲线、强度和刚度退化规律 、耗能能力等。结合现有规范评价了结构的延性。试验结果表明,采用螺栓连接方式外挂复合 墙板的半刚性钢管混凝土框架试件具有良好的滞回性能、耗能能力和延性,可以安全可靠地确 保复合墙板与组合框架在地震作用下共同工作;位移延性系数μ=2.53~3.81,弹性极位移角 θy=(3.33~5.03)［θe］,弹塑性极限位移角θf=(2.35~2.55)［θp］;等效黏滞阻尼系数 ξe=0.147~0.182,能量耗散系数E=0.973~1.145;复合墙板破坏主要发生在墙板预埋件附近, 整体性能优于传统墙体。研究成果将为我国装配式钢结构设计理论与应用提供科学依据。     

外挂PC复合墙板的分层装配支撑钢框架足尺振动台试验研究

为真实反映地震作用下墙板与分层装配支撑钢框架的动力协同工作性能,设计了三层足尺分层装配支撑钢框架通过柔性减震连接件外挂PC复合墙板结构模型,通过振动台试验考察其动力损伤演化机制和变形特征。研究结果表明：外挂PC复合墙板的分层装配支撑钢框架结构可以满足我国规范对于抗震安全性的要求,并且表现出损伤控制和低残余位移特性。多遇地震作用下结构和墙板完好无损;设防地震作用下结构无损,墙板微损;罕遇地震作用下结构损伤集中于柔性支撑,梁柱框架无损,墙板及连接无显著破坏;超大地震作用下梁翼缘局部进入塑性,墙板节点和墙板边缘及预埋件处有显著破坏但主体结构完好。采用柔性减震连接件外挂的PC复合墙板不会影响分层装配支撑钢框架的变形恢复能力,其相对于主体结构具有良好的变形适应性,提高了分层装配支撑钢框架的层间变形均匀性,在支撑松弛的情况下可以显著提高结构刚度,从而降低层间位移响应和扭转响应,并削弱了柔性支撑在动力作用下突然张紧产生的冲击效应。总体上,外挂PC复合墙板的分层装配支撑钢框架结构具有优良的抗震性能和震后可恢复性。     

整体钢框架内嵌加气混凝土填充墙板足尺模型振动台试验研究

为了研究内嵌加气混凝土（ALC）墙板对框架结构抗震性能的影响,进行了带内嵌ALC填充开洞墙板的两层钢框架结构足尺模型振动台试验。采用了预埋连接节点以减少板材连接对墙板造成的损伤,并采用自攻螺钉对窗口部位进行加固。试验研究了框架的振动特性及墙板的损伤情况,分析了内嵌加气混凝土墙板对钢框架结构的频率、阻尼比、刚度、楼层加速度以及楼层位移的影响。研究表明：带加气混凝土墙板钢框架结构的层间抗侧刚度较纯钢框架的提高了111%;结构的阻尼比为6.94%,大于结构设计中3%的标准;墙板位移比钢框架位移略小,表明该连接节点具有一定减震效果;模型结构的加速度放大系数随地震烈度的增加而逐渐增加,表明结构逐渐进入塑性状态;在8度罕遇地震作用下,墙板位移角达到1/49且未发生墙板脱落或者坍塌现象,仅墙板有较小损伤,表明墙板及连接节点具有良好的抗震性能。     

钢纤维泡沫混凝土板填充墙-钢框架滞回性能研究

将足尺寸钢纤维泡沫混凝土复合墙板与半刚性连接节点钢框架组成的钢框架-墙板结构与空框架结构进行对比,对其分别进行相同试验条件下的水平拟静力荷载试验。通过分析试验现象和数据得到两组框架的滞回曲线、骨架曲线。结果表明:足尺寸钢纤维泡沫混凝土复合墙板增强了结构的整体受力性能,钢框架-墙板结构比空框架结构的耗能能力强、刚度增大、刚度退化缓慢、延性系数不变、极限承载力提高45%、自振周期降低20%以上,同时半刚性连接的梁柱节点可以增强结构的整体抗震性能。     

装配式人字撑复合墙板异形柱框架抗震性能研究

提出一种新型装配式人字撑复合墙板异形柱框架结构。为研究其抗震性能,对一榀1/2缩尺异形柱框架结构进行低周反复荷载试验,分析其破坏形态、滞回曲线、承载力、耗能能力、位移延性、刚度退化等指标,并通过ABAQUS有限元软件模拟后将模拟结果与试验结果进行了对比分析。研究结果表明：装配式人字撑复合墙板异形柱框架结构呈现“泡沫混凝土-人字撑-叠合框架梁-组合异形框架柱”分级破坏顺序;复合墙板以剪切破坏为主;人字撑在水平往复位移荷载作用下,可与异形柱框架结构形成双重抗震体系,提高结构的抗震能力;有限元模拟结果与试验结果吻合良好,该有限元模拟方法适用于装配式人字撑复合墙板异形柱框架结构。     

梁连接下钢框架内嵌墙板破坏形态研究

为研究梁连接方式下钢框架内嵌墙板结构在地震作用下的破坏形态,设计了基于不同连接件形式、连接件数量的四榀钢框架内嵌墙板结构试件和一榀空钢框架试件,进行了低周反复荷载试验并分析了各试件破坏形态。试验结果表明:裂缝主要出现在墙板连接件附近区域;梁连接方式下,节点连接方式不同对结构的抗侧力性能影响不同,节点刚度的相对大小影响其破坏形态;连接件形式不同而数量相同时,钢框架内嵌墙板试件的破坏形态类似。     

外挂墙板对框架结构内力的影响分析

运用有限元数值分析方法对外挂墙板与主体结构连接方式不同的三个两层两跨框架结构模型进行分析,分析结果表明外挂墙板对框架结构受力性能产生一定影响;外挂墙板与主体框架连接的刚度越大对框架产生的内力影响越大;除柱轴力外,加外挂墙板后同向侧移的加载形式比反向侧移的加载形式对内力的影响程度更大;外挂墙板与主体结构的不同连接形式对框...     

新型连接方式内嵌墙板钢框架拟静力试验研究

为了研究基于新型连接方式下内嵌墙板与钢框架结构的地震协同工作性能和破坏机理,对新型连接方式内嵌墙板钢框架、传统L形卡件连接内嵌墙板钢框架及纯钢框架等3种工况进行了拟静力试验,对比分析了3个试件的破坏模式、滞回曲线、骨架曲线和刚度退化曲线等抗震性能指标。结果表明：内嵌墙板能够提高钢框架的极限承载力、变形能力和刚度,传统L形卡件连接墙板钢框架的抗震承载力是纯框架抗震承载力的1.34倍,新型连接方式墙板钢框架的抗震承载力是传统节点框架抗震承载力的1.42倍。当加载位移为12 mm（层间位移角为1/133）时,采用传统连接的试件中间墙板破坏较为严重且已达到混凝土极限应变,而采用新型连接的试件中间墙板未发现明显损伤,仍处于工作状态。新型连接通过连接节点处的连接件滑动耗能,延缓墙板开裂时间,减轻墙板损伤,增加了内嵌墙板钢框架大震下的耗能储备。     

内嵌墙板钢框架空间效应研究

为了解围护墙板对平面钢框架受力性能的影响及带墙板钢框架空间受力性能,运用ANSYS有限元软件首先建立强轴及弱轴带墙板平面框架,分析墙板对空框架的影响。在此基础上,建立单跨两层空间框架模型,分析在不同墙板布置形式下带墙板钢框架的空间受力性能。结果表明:纵向框架带有墙板时能够使横向空框架承载力提高20%以上。工程设计中可通过在框架每层设置弹簧单元调节空框架的层间刚度来考虑墙板的作用,通过对6层框架结构的分析验证了该方法是可行的。