冷弯薄壁型钢组合墙——钢框架结构协同工作性能分析

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1、ResearchonCooperativeWorkingPerformanceofCold．．formedSteelCompositeWall-SteelFrameStructureADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：WuHanhengSupervisor：Prof．ZhouTianhuaChang’anUniversity,Xi’an，China论文独创性声明本人声明：本人所呈交的学位论文是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除论文中已

2、经注明引用的内容外，对论文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名黜怛酬J年6月J占日论文知识产权权属声明本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属学校。学校享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，署名单位仍然为长安大学。(保密的论文在解密后应遵守此规定)论文作者签名：釉忸文off年6月f‘日

3、导师签名：zoff年6月膨日同飞，-，，，、‘摘要冷弯薄壁型钢组合墙与钢框架混合结构房屋是冷弯薄壁型钢住宅结构在应用过程中的产生的一种新型结构体系，对这种结构体系的协同工作性能和设计理论方面的研究几乎是空白。本文针对冷弯薄壁型钢组合墙体与钢框架的协同工作性能、刚度退化规律和抗震性能进行研究，最终提出了建议的设计方法。具体内容如下：1．根据已有的冷弯薄壁型钢组合墙与钢框架侧向刚度计算理论，基于连续化方法，建立组合墙与钢框架协同工作微分方程，求解混合结构在三种典型水平荷载下的内力、位移计算方法。2．采用有限元分析软件A

4、NSYS对冷弯薄壁型钢组合墙与钢框架协同工作性能进行数值模拟，同时针对冷弯薄壁型钢组合墙与钢框架在9种不同刚度比情况下做数值扩展分析，研究冷弯薄壁型钢组合墙与钢框架协同工作性能、剪力分配关系。研究表明：冷弯薄壁型钢组合墙与钢框架的抗剪承载力与侧向刚度符合线性叠加关系；冷弯薄壁型钢组合墙与钢框架之间在弹性、弹塑性阶段剪力分配符合按刚度分配的原则。3．基于本课题组已有试验数据，对不同种面板冷弯薄壁型钢组合墙体刚度退化规律进行研究。得出结论：不同墙面材料冷弯薄壁型钢组合墙体刚度退化规律相似，冷弯薄壁型钢组合墙体在层间位移

5、角为1／100时的等效刚度约为弹性刚度的40％-一50％。4．建立冷弯薄壁型钢组合墙．钢框架结构三维数值模型，并对结构三维模型进行水平静力荷载分析、模态分析和弹塑性时程分析。研究表明：①对于冷弯薄壁型钢组合墙与钢框架结构，可以采用各国给出的简化公式计算结构的自振周期。②对结构进行内力分配，位移计算时，可忽略“空间效应"的影响，偏差满足工程精度的要求。5．对冷弯薄壁型钢组合墙一钢框架结构提出设计建议：①弹性阶段：冷弯薄壁型钢组合墙与钢框架根据初始刚度的大小按比例分配水平剪力。②弹塑性阶段：钢框架在弹塑性阶段承担的地震

6、剪力设计值，可按各抗侧力构件的等效侧向刚度比例分配确定；等效侧向刚度的取值，钢框架不折减，冷弯薄壁型钢组合墙可乘以折减系数0．40。关键词：冷弯薄壁型钢组合墙、钢框架、协同工作性能、刚度退化规律、设计方法AbstractCold—formedsteelcompositewall—steelFrame蛐mcture(CFSW-SF)isanewtypeofstructurederivedfromtheapplicationprocessofcold-formedsteelframingstructure．Theres

7、earchonthecooperativeworkingperformanceanddesigntheoryofthisnewstructurearevirtuallynonexistent．Thisthesisfirstlystudiedthecooperativeworkingperformancebetweencold—formedsteelcompositewall(CFSW)andsteelframe(SF)，andthestiffnessdegradationruleswereputforwardthr

8、oughtheprevioustests，thentheseismicbehaviousofCFSW-SFwasstudiedbytimehistoryanalysis，atlastthedesignapproachofthisnewstructIlrewasputforward．Methodandconclusionsoftheinvestigationw