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空腔砌块复合墙体钢框架抗震性能试验研究

作　者: 张溶
导　师: 彭少民
学　校: 武汉理工大学
专　业: 结构工程
关键词: 钢结构住宅 空腔结构材料 抗侧力体系
分类号: TU352.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2003年
下　载: 160次
引　用: 6次
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内容摘要


钢结构的应用和研究已有近百年的历史，技术上日趋成熟。但关于考虑填充墙在钢框架结构建筑中作为抗侧力构件的问题，国内外的研究都十分有限，还有许多问题有待于解决，我国的钢结构设计规范中也没有具体涉及到这方面的内容。由于填充墙在填充墙钢框架结构中起着抗侧力的重要作用，是结构的重要组成部分，因此其受力机理及承载力方面的研究具有重要的理论意义和工程参考价值。 空腔结构材料为一种纸基三角空腔结构材料，它是一种新型轻质节能环保型复合材料，用于填充墙钢框架结构中既可以提高结构的抗侧力性能，又可以减轻结构自重。本文对于空腔砌块复合墙体钢框架在低周往复荷载作用下的试验研究是建设部2001年科技攻关项目《新型空腔结构板轻钢结构体系应用研究》的子课题，进行了以下几个方面的研究： 1．完成了两榀1：2钢框架模型试验和空腔结构砌体的材性试验。通过试验得出了空腔砌块复合墙体钢框架在低周往复荷载作用下的P-Δ滞回性能、刚度关系、延性系数、破坏形式及耗能性能等特性，并与相同尺寸的一榀纯框架的相关特性作了对比分析。同时测定了空腔结构砌体的抗压强度和通缝抗剪强度； 2．在试验研究的基础上，建立了空腔砌块复合墙体钢框架体系考虑退化的三线型恢复力特性模型，提出了模型各受力阶段的刚度计算公式、极限承载能力的计算方法和抗震计算方法，将该模型的计算方法用于本次试验钢框架，所得出的计算结果与试验吻合良好。以填充墙体和钢框架相互作用的理论和试验研究为基础，提出了可用于结构校核和调整的设计方法； 3．对填充墙高宽比、填充墙与钢框架抗剪连接件、内填充墙与框架梁空隙、填充墙开洞和钢框架与内填充墙界面摩擦等影响填充墙钢框架抗侧力性能的因素进行了讨论，并指出设计中考虑这些影响因素对于达到预期的设计目的是至关重要的，必须予以重视。 最后，在总结论文工作的基础上，提出了本课题尚待于解决的问题。

全文目录


第1章 绪论  9-15
  1.1 钢结构住宅的发展情况  9-10
  1.2 填充墙钢框架体系的应用  10-11
  1.3 填充墙钢框架体系的研究进展  11-12
  1.4 本课题的提出和本文的研究工作  12-15
    1.4.1 课题的提出  12-13
    1.4.2 本文的研究工作  13-15
第2章 钢框架抗侧力性能试验研究  15-35
  2.1 材料特性试验  15-22
    2.1.1 空腔结构材料及其复合砌体的构成  15-17
    2.1.2 空腔结构砌体力学性能试验研究  17-20
    2.1.3 钢材力学性能试验研究  20-22
  2.2 钢框架抗侧力性能试验  22-28
    2.2.1 试件的设计和制作  22-24
    2.2.2 试验加载装置  24-25
    2.2.3 加载制度  25-26
    2.2.4 数据采集  26-28
  2.3 钢框架试验过程及分析  28-30
  2.4 钢框架试验结果和分析  30-35
    2.4.1 滞回性能分析  30-32
    2.4.2 刚度退化  32-33
    2.4.3 延性分析  33
    2.4.4 耗能系数  33-35
第3章 空腔砌块复合墙体钢框架刚度的非线性分析  35-49
  3.1 空腔砌块复合墙体钢框架恢复力模型的建立  36-41
    3.1.1 空腔砌块复合墙体钢框架受力阶段描述  36-37
    3.1.2 常用恢复力模型  37-39
    3.1.3 空腔砌块复合墙体钢框架滞回特性曲线模型化  39-41
  3.2 空腔砌块复合墙体钢框架刚度计算  41-43
    3.2.1 初始刚度K_0  42-43
    3.2.2 初裂刚度K_1  43
    3.2.3 弹塑性刚度K_2和塑性刚度K_3  43
  3.3 空腔砌块复合墙体钢框架抗震计算  43-49
    3.3.1 水平地震作用的计算与分配  44
    3.3.2 水平地震作用的折减及相应变形  44-46
    3.3.3 墙体开裂后填充墙框架的刚度折减  46-49
第4章 空腔砌块复合墙体钢框架极限承载能力与设计方法  49-59
  4.1 填充墙和框架的屈服准则和破坏机构  49-50
  4.2 填充墙和钢框架的极限分析  50-51
  4.3 极限承载能力的计算过程  51-52
  4.4 算例  52
  4.5 空腔砌块复合墙体钢框架的设计方法  52-59
    4.5.1 钢框架与填充墙的内力  53-55
    4.5.2 设计方法  55-59
第5章 填充墙钢框架的参数研究  59-65
  5.1 钢框架的影响  59
  5.2 填充墙高宽比的影响  59-61
  5.3 填充墙与钢框架抗剪连接件的影响  61
  5.4 内填充墙与框架梁空隙的影响  61-62
  5.5 填充墙开洞的影响  62-63
  5.6 钢框架与内填充墙界面摩擦的影响  63-64
  5.7 空腔砌块复合墙体钢框架的设计建议  64-65
第6章 结论与展望  65-67
  6.1 本文结论  65-66
  6.2 有待研究的问题  66-67
参考文献  67-70
致谢  70

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中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 建筑结构 > 特种结构 > 抗震动结构、防灾结构 > 耐震、隔震、防爆结构
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