喷涂式轻质砂浆—冷弯薄壁型钢组合墙体抗震性能试验研究与数值模拟

来源 :西安建筑科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jeff2001
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喷涂式轻质砂浆-冷弯薄壁型钢结构体系不仅具有传统两侧覆板轻钢结构体系自重轻、抗震性能好、低碳环保等优点,而且极大的改善了墙体的保温、隔声、防火、吊挂力和抗冲击等建筑性能,十分符合目前我国新农村和城镇化建设的要求。为了研究喷涂式轻质砂浆-冷弯薄壁型钢组合墙体的抗震性能,本文对4个新型组合墙体足尺试件进行了低周反复加载试验,观察记录了试件的受荷过程和破坏模式,得到了各试件的滞回曲线与骨架曲线,并对其滞回性能、抗剪承载力、以及耗能能力等进行了深入分析。研究结果表明:喷涂式轻质砂浆-冷弯薄壁型钢组合墙体的破坏模式主要为墙体边立柱受压屈曲;一侧为硅酸钙板连接的组合墙体与双侧喷涂轻质砂浆的组合墙体相比,抗剪承载力与刚度都有所降低。采用ANSYS有限元软件对喷涂式轻质砂浆-冷弯薄壁型钢组合墙体的抗剪性能进行模拟,在有限元分析正确的基础上,研究了墙体高宽比、立柱钢材强度、立柱壁厚、立柱轴压比等参数变化对墙体抗剪力学性能的影响。研究结果表明:边立柱的钢材强度与壁厚变化对试件的抗剪性能影响显著;型钢骨架与轻质砂浆之间存在有效的粘结作用,其整体性强于各类板件通过自攻螺钉与型钢骨架之间的连接;在结构的分析和设计过程中应考虑高宽比与立柱轴压比对墙体抗剪性能的影响。本文根据试验结果,分析归纳了各试件滞回曲线特征点的刚度变化规律,基于Richard-Abbott曲线,建立了适用于喷涂式轻质砂浆-冷弯薄壁型钢组合墙体的分段式非线性恢复力模型,并使用origin软件对模型中的各个参数进行拟合识别。通过对比验证,用参数辨识得到的拟合滞回曲线与试验曲线吻合良好,该研究可为喷涂式轻质砂浆-冷弯薄壁型钢结构体系的动力时程分析提供理论依据。
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