【摘 要】
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随着我国建筑行业的快速发展,发展装配式建筑和实现建筑工业化已经成为建筑行业高质量发展新路,积极培育建筑部品部件研发设计和实现技术创新是重要环节。装配式钢结构建筑是装配式建筑中的一个重要组成部分,围护墙板和相应的连接节点是体系中的关键组成。装配式钢结构建筑围护墙板有着标准化制作方便、便于生产和运输、可以灵活布置和施工安装简易的优势。但是,当前结构设计中墙板构件在主体结构受力过程中被认为不参与力的传递
【基金项目】
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住房和城乡建设部2021年科学技术计划项目(2021-K-046);
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随着我国建筑行业的快速发展,发展装配式建筑和实现建筑工业化已经成为建筑行业高质量发展新路,积极培育建筑部品部件研发设计和实现技术创新是重要环节。装配式钢结构建筑是装配式建筑中的一个重要组成部分,围护墙板和相应的连接节点是体系中的关键组成。装配式钢结构建筑围护墙板有着标准化制作方便、便于生产和运输、可以灵活布置和施工安装简易的优势。但是,当前结构设计中墙板构件在主体结构受力过程中被认为不参与力的传递,忽略了围护体系对整体结构承载能力和抗震性能的影响,并且围护墙体与主体结构的连接方式大多采用刚性连接,在地震作用下围护结构会限制主体结构的弹塑性变形,从而导致两者变形不协调,不利于整体框架抗震性能。因此,本文拟设计一种能够实现围护墙板与装配式钢结构主体的柔性连接的新型连接节点,以提升围护墙板与主体结构连接体系的抗震性能,从而保证装配式钢结构建筑的使用安全。本文完成的主要工作及结论如下:1.设计了一种适用于装配式钢结构主体和围护墙板连接的新型连接节点。2.选取合适的混凝土和钢材本构模型,对已知试验进行有限元分析,将模拟结果和试验结果进行比较,通过两者的吻合程度验证正确性和可靠度,确定所选模型计算分析方法的可行性。3.以新型连接节点的不同限位孔孔径比和不同墙板厚度为参数建立了有限元模型,得到模型在往复荷载作用下的破坏情况、滞回曲线、骨架曲线和刚度退化曲线等方面的模拟结果,分析了对钢框架整体结构极限承载力、刚度和构件应力等力学性能的影响。结果表明,设置合理的限位孔对墙板整体的受力有较好的缓冲作用,与不设置限位孔的模型相比整体水平荷载均有所提高;ALC墙板厚度的变化会影响墙板应力的大小,较小的ALC墙板厚度有利于提高整体结构的抗震水平,水平荷载和整体刚度也会有所增大。4.基于新型连接节点的不同强度和直径的螺栓建立了有限元模型,得到在往复荷载作用下的破坏情况、滞回曲线、骨架曲线和刚度退化曲线等方面的模拟结果,分析了对钢框架整体结构极限承载力、刚度和构件应力等力学性能的影响。结果表明,较低强度的螺栓连接下的整体结构水平荷载较大,延性最好,刚度退化曲线也更缓和;螺栓直径的增大会导致整体结构的耗能能力略微缩小,而螺栓直径的变化对整体结构的水平荷载和刚度退化影响不显著。
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