钢框架-冷弯薄壁型钢房屋抗震性能分析.pdf

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1、四川建筑科学研究第40卷第3期l96SichuanBuildingScience2014年6月钢框架一冷弯薄壁型钢房屋抗震性能分析高红伟，姚勇，褚云朋，陈代果，杨小攀(西南科技大学土木工程与建筑学院，四川绵阳621010)摘要：基于有限元软件SAP2000建立了下部框架上部冷弯薄壁型钢集成三层住宅房屋的整体模型，得到该结构体系的振型与自振周期。输入不同设防烈度下地震波，验证结构整体抗震性能，并与冷弯薄壁型钢结构对比。结果表明：①经验公式计算得到周期与模拟吻合，罕遇地震下，钢框架一冷弯薄壁型钢房屋动力放大系数JB在2．O1～2．

2、47之间；②与冷弯薄壁型钢房屋动力放大系数1．78～2．30差别不大；弹塑性最大的层间位移角为1／266，满足弹塑性层间位移角限值1／100；③非刚性底框使结构整体刚度减弱，加速度及位移响应得到放大，约放大2倍，建议类似工程底框设计为刚性框架。关键词：框架；冷弯薄壁型钢结构；加速度响应；位移响应中图分类号：TU398文献标志码：B文章编号：1008—1933(2014)03—196—04下部框架的存在使结构的整体性能发生改变，O引言本文通过计算，分析下部为框架结构上部为冷弯薄底框结构是底部为框架承重体系，上部为墙体壁型钢结构的

3、抗震性能，为相关设计提供参考。承重体系。因功能优势，我国底部钢筋混凝土结构1墙体模型与实验对比框架一上部砖混结构应用较多，但在汶川地震中，由于刚度突变，使得该类房屋框架层及过渡层破坏严1．1实验试件重。冷弯薄壁型钢结构属于轻钢结构，主要钢构件文献[4]进行了冷弯薄壁型钢墙体实验与整体厚度相比于普钢较小，质量小，地震作用下震害较实验。实验试件为10片1：1双面覆板(OSB板+石轻。将框架结构与轻钢结构结合成下部框架上部冷膏板)，立柱及斜撑杆均为C型钢，型号为C9010，上f茸厂●●●L●弯薄壁型钢结构，同时发挥了框架布置灵活以及

4、冷下导轨及刚性横撑为冷弯槽钢，导轨型号为P9016，弯薄壁型钢结构抗震性能好等优点。其次这种结构横撑型号P9010。石膏板厚度为10mm，宽×高为形式使冷弯薄壁型钢脱离地面，整体建筑物使用寿1．2m×3m；OSB板厚度为12mm，宽×高为1．22命较长。m×2．4m。自攻螺钉连接，钢构件截面形式尺寸如冷弯薄壁型钢结构住宅应用于新农村建设及牧图1所示和见表1。区沙漠等缺乏建筑材料地区具有较强优势。’J。DanDubina教授采用有限元模型分析结构的模态并用试验给予了证明}，长安大学石宇对地震作用下多层冷弯薄壁型钢结构的抗震性能进

5、行研究，提出基于位移设计的基本方法J，西安建筑科技大学黄智光进行了三层房屋振动台试验并运用SAP2000图1钢构件截面形式简化模型，得到了9度设防烈度时此种结构体系最表1钢构件截面尺寸大弹性层间位移角满足规范要求的结果，简化计算用途hWb／～／二／：方法可较好地应用于冷弯薄壁型钢房屋的弹性和弹C9010立柱、斜撑89．035331．0010．6塑性地震反应分析。P9016上下导轨92．241．541．51．O010．6F'9010横撑90．241．341．31．O00收稿日期：2013-1O-28选取4组实验数据分别为WSC一

6、1、WSO一1A、作者简介：高红伟(1989一)，男，硕士，研究方向为结构工稗。基金项目：四川省科技支撑计划(2011GZO043)WDC一1A、WDO一1，试件分类、编号及加载方式见表E—mail：Gaohngw@163．com2。高红伟，等：钢框架一冷弯薄壁型钢房屋抗震性能分析197表2墙体试件编号及加载方式1．2模型简介应用SAP2000建立了三层房屋结构动力简化分析模型，并进行了线性和非线性地震反应分析。本文参考文献[4]实验数据，运用SAP2000中Pivot模型进行墙体分析，Pivot点模型可考虑构建强度退化、正向

7、反向加载时构建初始刚度不同等因素。Pivot模型的加卸载路径如图2所示。a2，2‘。严．l。．725-，一。p2Fy2c，．／o．一图2Pivot模型加卸载路径图2中Ot。、JB。、O／：、卢：为Pivot模型的基本参数。a指定荷载从正值卸载到零的控制点位置，O／：指定荷载从负值卸载到零的控制点位置，指定荷载从零加载至正值的控制点位置，：指定荷载从零反向(d)WDO一1荷载位移曲线加载至负值的控制点位置。双柱墙体Pivot参数取图3实验与计算对比l=2=10、卢l=／32=0．1；单柱墙体Pivot参数取1=O／=10、=／3

8、：=0．15，不考虑模型修正。1．3实验与计算结果对比～40⋯：、--模拟40~i~2各试件实验所得到的荷载一位移曲线与计算得一实验一实验20到的荷载一位移如图3所示。。。。l2040。枷。2。)2040一d／mrr一2‘d／mm由荷载位移曲线可得墙体的骨架曲线。WSC．一、