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钢结构具有自重轻、易安装、施工周期短、抗震性能好、投资回收快、环境污染小等优点,钢结构住宅体系已成为我国当前住宅建设发展的趋势。钢结构住宅中,围护结构的选用往往是其推广应用的技术关键。在我国,各类砌体填充墙常不考虑其对框架抗侧力的贡献,然而在实际的受力过程中,由于砌体填充墙与框架梁柱之间的耦连作用,使填充墙框架结构的受力情况与纯框架的受力情况有较大差异。研究各组成部分之间的相互作用关系,建立围护体系的计算模型,认清围护体系对钢框架抗侧力性能及改善抗震性能的贡献,对钢结构住宅产业的发展有着非常重要的意义。 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及数值分析是建设部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.通过空腔结构砌体的材性试验和两榀1:2钢框架模型试验,测定空腔结构砌体的抗压强度和通缝抗剪强度;研究空腔砌块复合墙体钢框架在低周往复荷载作用下的P-⊿滞回性能、刚度关系、延性系数、破坏形式及耗能性能等特性,并与相同尺寸纯框架的相关特性作对比分析: 2.在试验研究的基础上,运用有限元分析软件ANSYS的静力分析和非线性分析功能,对一榀双层单跨和一榀双层双跨填充墙钢框架模型进行非线性有限元分析,将所获得的空腔砌块复合墙体钢框架的顶点荷载位移骨架曲线,刚度退化曲线,框架、填充墙体在屈服、极限状态下的等效应力云图,与试验结果进行对比研究; 3.通过本文分析研究,提出用三支杆模型对填充墙进行等效替换,建立填充墙钢框架的三支杆简化计算模型,运用ANSYS对模型进行数值分析表明,所得结果不仅验证了这一简化计算方法的可行性,可以有效的模拟试验室中对结构进行的拟静力试验,可以解决因试验加载装置条件或试件制作限制而无法完成的试验过程,揭示和模拟试验现象。 最后,在总结论文工作的基础上,提出了本课题尚待解决的问题。