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多层冷弯薄壁型钢结构住宅抗震性能研究

彭林林  
【摘要】:近年来,随着我国建设规模的不断加大,住宅产业化已经成为建筑发展的一个重要方向。在各种建筑体系中,冷弯薄壁型钢结构具有构件生产易于标准化、施工速度快、质量可靠等特点,在我国具有很好的应用前景,对我国住宅产业化进程也将起到推动作用。但目前该种结构体系大都建为两层或局部三层,随着居住者对居住面积需求的增加,能否将该体系建到四层,并且保证各种荷载尤其是地震作用下结构的安全性是一个需要研究的问题。针对该问题本文对冷弯薄壁型钢结构住宅体系的抗震性能进行了研究,首先通过对结构进行合理的简化,建立了四种结构的弹塑性模型,然后采用弹塑性时程分析的方法,对8度和9度烈度区地震作用下几种结构的反应进行了对比和分析,研究工作的内容主要有以下几点: (1)建立了结构的弹塑性模型,研究了地震波的选取和阻尼比的选取对计算结果的影响,在此基础上选取了合适的地震波和相关参数。 (2)通过对三层冷弯薄壁型钢结构进行时程分析,对不同组合墙体的计算结果进行对比,研究了不同墙体抗剪性能对整体结构抗震性能的影响。 (3)选择了抗剪性能较好的墙体,通过对内墙和外墙布置不同的组合墙体,建立了四种层数为四层的结构模型,并进行了弹塑性时程分析。结果表明,内外墙都采用加入芯料的组合墙体,结构整体抗震性能良好,适用于抗震设防要求较高的地区,其抗剪性能能够满足要求。 (4)在分析四层结构水平抗剪性能的同时,对结构柱在地震作用下的竖向承载力进行了研究,结果表明,当结构的层数做到四层时,部分底层柱的竖向承载力已经达到极限,因此需要对竖向柱采取加强措施。对加强后的模型进行双向地震动输入的时程分析,结果显示该结构的抗震性能能够满足烈度为8度和9度罕遇地震下的要求。


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