带alc墙板的轻型钢框架在侧向荷载作用下的性能研究

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1、2007全国轻型钢结构技术研讨会论文集带ALC墙板的轻型钢框架在侧向荷载作用下的性能研究田海(同济大学建筑工程系上海200092，上海宝钢建筑工程设计研究院上海200050)摘要：本文以试验研究为手段，探讨了ALc墙板在侧向荷载作用下的受力性能、破坏过程、刚度变化规律以及最终的破坏模式；结合非线性有限元方法，对试验结果进行分析，获得了影响墙板侧向刚度的诸因素；通过理论推导，给出了墙板在不同构造条件下的剪切刚度公式；最后根据钢框架的变形特点，研究了墙板和钢框架共同工作时的相互影响，给出了墙板和钢框架共同工作的设计使用准则。关键词：足尺试验ALc拼合墙板侧向荷载拼合粘结界面剪切刚度接触

2、法向罚刚度因子共同工作RESEARCHoNLATERALBEHAVIOURoFLIGHTWEIGHTSTEELFRAMEWITHINFILLEDALC、vALLBoARDS(DepartmentofBu订dingEngineering，’Ibn舀iuniversityShanghai200092ShanghaiBaosteelConstmctionDesignandResearchInstituteShanghai200050)Abstract：BVmeansoftestingresearchonALCwallboards，shearingbehaviour，failurecour

3、se，thevariationallawofthelateralstif!E’nessandlastfailuremodeareinvestgated．ManyfhctorsafF色ctingonthelateralstiffhessofALCwallboardsarestudiedonthebasisoftestresultsbVnonlinearFEanalVsis．BasedontestingandnonlinearFEanalysis，Universalfo加ulaeofthelateralstimlessOfALCwallboardsarederivedbVbasicme

4、chanicalanalVsis．Considereddefonnationofsteelframeunderlateralloading，theinteractionbetweensteelframeandALCwallboardsisdiscussedanddesigncriteriaaboutthisstuctureisgiven．KevWords：full一scaletestALCsDlicedwallboardlateralloadspliced-bondinterfaceshearstif!fnesscontactnomalpenaltystiH-nessfactorh

5、amoniousperfbmance1概述轻型钢框架低多层住宅体系是近年来研发的一种全新的钢结构住宅结构体系。其最大特点是“轻”，结构部分将单层门式刚架中截面大宽厚比的概念移植到该体系，使构件截面充分开展，材料充分利用，用钢量得已降低【lJ。围护结构选用在多地震国家日本应用较为普遍的轻质墙板材料ALC。ALC(Autoclaved“ghtweightConcrete)板是蒸压轻质加气混凝土板的简称，是以水泥、石灰、硅砂为原料，由经过防锈处理的钢筋增强，经过高温、高压、蒸汽养护而成的多气孔混凝土成品板材。ALC墙板对钢结构侧向剪切性能的影响取决于两者间的连接构造工法。日本是强震国家，

6、墙板和结构连接时常采用摇摆跟动(ADR)连接工法，墙板跟随结构构件转动变形，其对结构的侧向剪切性能不产生附加影响。ADR工法抗震性能良好，但其配套附件价格昂贵，直接在国内应用成本较高。文献[2]给出了部分适用于钢结构住宅较为经济的墙板连接工法，但其构造客观上使得墙板对钢框架的侧向性能产生一定的影响。该文献也给出了墙体变形限值的规定，但数据来源于日本，国内应用几乎没有经过试验验证。据前所述，在遵循控制连接构造成本的原则下，可开发新的连接工法；但无论是对新开发或是已应用的连接工法，其适用性能都应先经试验验证。在适用的基础上，考虑到我国6度和7度设防地区分布较广，又轻钢结构层数较少、自重

7、较轻，地震作用参与的荷载组合可能不控制结构设计；而在风荷载作用下，结构设计常由刚度控制。因此在满足构件强度条件下，有条件的利用墙板的侧向刚度以减小正常使用极限状态下的结构位移，从而降低结构的用钢量，具有现实意义。综上可见，不同连接构造条件下的墙板和钢框架共同工作的适用条件以及侧向刚度的普遍规律将成为本文研究的重点。日本对该类问题的研列3】主要集中于墙板的侧向变形限值。国内研究仅见于文献【4H6

8、，李国强等对带ALC墙板的钢框架的抗侧性能和动力特性进行了较多的试验研究，