轻钢框架-加气混凝土砌块组合墙体抗侧试验研究与分析

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轻钢房屋体系是推进住宅现代化进程中理想的住宅建筑体系之一,传统的轻钢墙体抗震性能好,施工周期短,保温隔热性能好并且节约能源的优点,使其具有巨大的应用前景和市场空间,但是其造价高,二次装修麻烦,墙敲起来空空的等缺点在一定程度上阻碍了其发展,因此本文提出了一种新型墙体——轻钢框架-加气混凝土砌块组合墙体。这种墙体即有轻钢龙骨墙体的优点,又在造价、适应度和舒适度方面占有较大优势。但是,由于填充墙的加入,轻钢框架结构的刚度、周期、承载力等都会发生较大的变化,而目前国内外关于填充墙框架体系的研究都主要集中于混凝土框架和普通钢框架,关于轻钢结构则集中于传统的轻钢结构,对将轻钢框架与加气混凝土砌块组合起来的墙体的研究几乎没有,因此本文对轻钢框架-加气混凝土砌块填充墙的抗侧力进行了试验研究和理论分析。  本文研究的组合墙体内部的轻钢框架由3m高的格构轻钢方柱与2.25m长的格构刚架方梁组成,方柱和方梁均采用四跟40*40mm的方钢管和标准蝶形连接件通过ST5.5自攻螺钉连接制成。本文对格构轻钢框架-加气混凝土砌块组合墙体进行了抗侧力试验研究,记录并分析了其抗侧极限承载力、相应的最大水平位移、破坏形式、墙体内部框架应力的变化等方面内容。首先对组合墙体所用的钢材、加气混凝土砌块、砂浆等材料进行材性试验,得到了钢材的屈服点、弹性模量以及砂浆和砌块的抗压强度、弹性模量,从而得出了三者的本构关系;其次本文对纯钢框架、纯加气混凝土砌块填充墙和组合墙体均进行了水平静力加载试验,通过观察三个试件在承受水平推力时的整个变形过程,得到了三个试件的极限承载力、最大水平位移、填充墙裂缝开展情况、节点的破坏特征以及整个结构最终的破坏形式;然后对本文的试验数据进行分析对比,得出组合墙体的极限水平承载力并不是单纯轻钢框架与填充墙体承载力的简单线性叠加。此外,本文在分析试验数据的基础上,提出了符合试验结果的合理的轻钢框架-加气混凝土砌块填充墙结构简化模型,以便后续工程应用和规范制定。
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