剛性斜撐冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)住宅體系抗震性能的影響研究

低層冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)住宅在地震區(qū)具有較廣泛的應(yīng)用前景,本文通過有限元分析軟件sap2000建立有限元模型計(jì)算分析并與傳統(tǒng)鋼框架結(jié)構(gòu)比較,得出了冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)整體抗震性能更優(yōu)的結(jié)論,同時(shí)對該結(jié)構(gòu)組合墻體的抗剪性能進(jìn)行了分析,根據(jù)墻體覆面板和龍骨共同承擔(dān)水平荷載的特性,建議在抗震設(shè)計(jì)中,將結(jié)構(gòu)抗側(cè)力構(gòu)件設(shè)計(jì)成兩道防線抵御地震作用。

為研究剛性斜撐對冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)住宅體系抗震性能的影響,基于sap2000軟件多線段塑性pivot連接單元,建立3層冷彎薄壁型鋼整體結(jié)構(gòu)簡化分析模型,并驗(yàn)證模型的有效性,其中組合墻體的恢復(fù)力特性由abaqus有限元軟件模擬獲得。采用elcentro波,對整體結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行時(shí)程分析,考慮了8種不同墻體斜撐的布置方式。對比分析了各模型在7~9度多遇地震及7、8度罕遇地震作用下的加速度時(shí)程曲線、位移時(shí)程曲線、層間位移及層間位移角。結(jié)果表明:在墻體內(nèi)布置斜撐能顯著提升整體結(jié)構(gòu)的抗震性能,其中以wso-k3斜撐布置方案提升的幅度最大。

運(yùn)用有限元分析軟件sap2000建立了不同層數(shù)的冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)住宅三維空間整體模型,分析了冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)住宅在抗震設(shè)防烈度為7、8度時(shí)的結(jié)構(gòu)響應(yīng)。結(jié)果表明,冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)整體性較好,層間位移角的峰值符合我國現(xiàn)行規(guī)范要求。在8度及以下抗震設(shè)防地區(qū),所構(gòu)建的冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)住宅體系可建到6層,限制高度為18m。

低層冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)住宅體系——詳細(xì)介紹了冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)住宅體系的組成、材料、基本構(gòu)件形式、一般構(gòu)造、樓蓋構(gòu)造、墻體構(gòu)造、屋蓋構(gòu)造、緊固件連接要求，以及該結(jié)構(gòu)體系的保溫隔熱、隔聲、防火與防護(hù)、防潮、管道與電線安裝等具體構(gòu)造措施；同時(shí)還根據(jù)冷...

詳細(xì)介紹了冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)住宅體系的組成、材料、基本構(gòu)件形式、一般構(gòu)造、樓蓋構(gòu)造、墻體構(gòu)造、屋蓋構(gòu)造、腎固件連接要求,以及該結(jié)構(gòu)體系的保溫隔熱、隔聲、防火與防護(hù)、防潮、管道與電線安裝等具體構(gòu)造措施;同時(shí)還根據(jù)冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)住宅體系的組成和構(gòu)造,歸納和評述了該結(jié)構(gòu)體系所具有的節(jié)能、節(jié)地、節(jié)材、環(huán)保,有利于住宅產(chǎn)業(yè)化,并具有結(jié)構(gòu)自重輕、施工周期短、綜合效益好等一系列特點(diǎn)。冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)住宅結(jié)構(gòu)體系適合中國國情,符合中國土地資源政策、環(huán)保政策和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略,在中國具有廣闊的應(yīng)用前景。

冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)

冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)介紹

低層冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)抗震性能分析——四川汶川大地震后，大量的災(zāi)區(qū)房屋急需要重建，低層冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)住宅體系是一種理想的選擇。以某鋼結(jié)構(gòu)企業(yè)捐獻(xiàn)給災(zāi)區(qū)的兩層冷彎薄壁型鋼小學(xué)試點(diǎn)房為研究對象，按照現(xiàn)行的建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范，基于單片墻體的抗剪能力...

四川汶川大地震后,大量的災(zāi)區(qū)房屋急需要重建,低層冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)住宅體系是一種理想的選擇。以某鋼結(jié)構(gòu)企業(yè)捐獻(xiàn)給災(zāi)區(qū)的兩層冷彎薄壁型鋼小學(xué)試點(diǎn)房為研究對象,按照現(xiàn)行的建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范,基于單片墻體的抗剪能力,采用底部剪力法進(jìn)行了整體結(jié)構(gòu)的抗震性能分析。結(jié)果表明,該建筑所采用的組合墻體構(gòu)造能滿足我國規(guī)范的抗震設(shè)防要求,此類結(jié)構(gòu)體系適合建造于災(zāi)區(qū)。

冷彎薄壁型鋼截面種類多、成型靈活,可以制作成多種特殊形狀的鋼材,受力性能好,能夠提高整體建筑結(jié)構(gòu)的剛度和承載能力、施工簡單、安裝方便,縮短建筑施工周期,因此在高層建筑中廣泛應(yīng)用.這里主要分析了冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理、制作工藝、制作要點(diǎn)以及結(jié)構(gòu)安裝流程,希望能提高冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平和安裝水平.

采用結(jié)構(gòu)有限元分析軟件ansys,建立空間模型對多層冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)住宅進(jìn)行非線性時(shí)程分析。首先對2層冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)住宅進(jìn)行模態(tài)分析,并與低層冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)住宅的實(shí)測周期、振型比較,二者吻合較好,驗(yàn)證了本文有限元模型的正確性。接著分析3層～6層冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)住宅在不同地面加速度峰值下的結(jié)構(gòu)響應(yīng),結(jié)果表明:結(jié)構(gòu)的位移和加速度均隨輸入地震波加速度峰值的增大而增加,各時(shí)程曲線逐漸由密變疏,表明結(jié)構(gòu)周期略有增加。最后參考《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(gb50011-2010)的相關(guān)規(guī)定,提出多層冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)住宅在多遇地震作用下的彈性層間位移角限值為1/750;在罕遇地震作用下的彈塑性層間位移角限值為1/100。

2018年第5期 單面石膏板組合墻體位移等值線圖（圖三） 單面刨花板組合墻體位移等值線圖（圖四） 石膏板和刨花板雙面組合墻體位移等值線圖（圖五） 【摘要】彎薄壁型鋼具有構(gòu)件強(qiáng)度較高、質(zhì)量均勻、安裝較為便利，防 腐性能較好，可回收等優(yōu)點(diǎn)，是一種經(jīng)濟(jì)高效型的材料，地震、風(fēng)荷等 水平荷載的作用主要由組合墻體承擔(dān)，在住宅房屋建筑中使用較為廣 泛。通過對三種組合墻體單面定向刨花板、單面石膏板和一面石膏板 另一面刨花板的研究分析，有限單元法能夠有效的分析組合墻體材 料、種類、高度等各種相關(guān)因素對其自身承載力的影響，根據(jù)相關(guān)的數(shù) 據(jù)分析表明，影響最大的是墻面板材料，其影響最小的是鋼材強(qiáng)度。對 接下來，筆者將運(yùn)用有限單元法對冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)住宅組合墻體受 剪性能進(jìn)行簡單的分析，希望能夠?yàn)橄嚓P(guān)的研究提供有價(jià)值的參考。 【關(guān)鍵詞】冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)；住宅組合；受剪性能

基于有限元方法建立了典型低層冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)住宅的整體模型,通過計(jì)算分析得到了結(jié)構(gòu)的模態(tài),并獲得了風(fēng)荷載和地震荷載作用下結(jié)構(gòu)的內(nèi)力、變形和墻體剪力。通過改變樓板平面內(nèi)剛度,驗(yàn)證了相對剛度法中樓板平面內(nèi)無限剛性假設(shè)的合理性;并建議針對形體復(fù)雜的低層冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu),應(yīng)采用有限元整體建模的方法求解墻體剪力。結(jié)果表明,低層冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)具有良好的整體性能,在抗震設(shè)防烈度為6度的地區(qū)可以滿足承載力和變形的要求,且安全儲(chǔ)備充足。

冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)作為一種新型的建筑結(jié)構(gòu),由于它良好的各項(xiàng)性能在我國有了初步的發(fā)展,但造價(jià)偏高,又制約著它的進(jìn)一步推廣應(yīng)用。結(jié)合北川縣某冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)住宅的建設(shè),對其工程造價(jià)進(jìn)行分析,與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)住宅體系進(jìn)行了比較,得出冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)的工程造價(jià)構(gòu)成特點(diǎn)。初步提出了降低造價(jià)對策,為該結(jié)構(gòu)體系的應(yīng)用提供借鑒。

采用ansys軟件建立三維模型,對某在建的兩層冷彎薄壁型鋼住宅靜力性能和地震荷載作用下彈塑性性能進(jìn)行分析,為該類結(jié)構(gòu)體系在高烈度區(qū)以及災(zāi)后恢復(fù)重建中的應(yīng)用提供依據(jù)。分析結(jié)果表明:該類結(jié)構(gòu)體系對于高烈度地區(qū)具有較好的適應(yīng)性;該結(jié)構(gòu)體系的縱向剛度較橫向小,結(jié)構(gòu)體系第1階振型以扭轉(zhuǎn)為主,在設(shè)計(jì)中需引起重視;在地震波作用下,其動(dòng)力放大系數(shù)與同類型的普通鋼結(jié)構(gòu)相差不大,但不同的地震波所得到的結(jié)果差別比較大,所以在進(jìn)行時(shí)程分析時(shí),要正確選擇地震波。

隨著我國建筑行業(yè)日新月異的發(fā)展,建設(shè)節(jié)能、節(jié)水、節(jié)地、環(huán)保依然成為當(dāng)今時(shí)代發(fā)展的趨勢。冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)體系的引進(jìn)和應(yīng)用恰恰順應(yīng)了這種發(fā)展趨勢,文章從該結(jié)構(gòu)的基本組成、特點(diǎn)及應(yīng)用,闡述其發(fā)展前景。

基于h型鋼截面良好的受力性能,設(shè)計(jì)了一種h型平面布置的多層冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)。結(jié)合有限元分析軟件,對該結(jié)構(gòu)進(jìn)行了不同工況下的彈塑性地震時(shí)程計(jì)算,分析了結(jié)構(gòu)的位移響應(yīng)、層間位移、頂層加速度等參數(shù)。結(jié)果表明:(1)6種地震烈度下,結(jié)構(gòu)層間位移角均滿足規(guī)范要求。9度罕遇地震下,結(jié)構(gòu)頂層x向最大位移為9.213mm,y向最大位移為5.432mm,位移響應(yīng)較小;(2)結(jié)構(gòu)在高烈度地震下,頂層加速度超過10000mm/s2,結(jié)構(gòu)顫動(dòng)頻率高,但是構(gòu)件均未進(jìn)入塑性,結(jié)構(gòu)處于安全狀態(tài)。綜合分析結(jié)果,采用h型平面布置的多層冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)具有較好的抗震能力,建議工程中考慮使用該種平面布置方式。

本文介紹了一種用于冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)的新型組合墻體,并研究了該墻體結(jié)構(gòu)的抗震性能。通過彈塑性時(shí)程分析,比較了采用不同組合墻體的3種冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)在8度和9度罕遇地震下的位移和內(nèi)力反應(yīng)。初步分析結(jié)果表明,由于新型組合墻體具有較好的抗剪性能,采用該墻體的冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)可以在抗震設(shè)防烈度較高的地區(qū)使用。

冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)是一種優(yōu)質(zhì)高效的新型建筑形式，尤其適合我國農(nóng)村低層住宅。本文通過數(shù)值模擬分析了一棟三層冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)的抗震性能，驗(yàn)證了其結(jié)構(gòu)的優(yōu)越性，并結(jié)合調(diào)研探討我國部分農(nóng)村住宅應(yīng)用冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)的現(xiàn)狀，對該種結(jié)構(gòu)形式的住宅在農(nóng)村的推廣提出幾點(diǎn)建議。

《冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》的發(fā)展

介紹了冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)房屋的組成、構(gòu)造及其一系列優(yōu)點(diǎn),指出發(fā)展冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)房屋適合中國國情發(fā)展,符合中國環(huán)保政策和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略,歸納了在中國發(fā)展冷彎薄壁型鋼房屋面臨的問題和解決方法。

第一節(jié)風(fēng)荷載最大處檁條計(jì)算 一.設(shè)計(jì)資料 采用規(guī)范： 《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程cecs102:2002》 《冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范gb50018-2002》 檁條間距為1m； 檁條的跨度為4.38m； 檁條截面采用：c-300*80*25*2.5-q235； 以下為截面的基本參數(shù)： a(cm2)=9.73e0(cm)=5.11 ix(cm4)=703.76ix(cm)=8.5 wx(cm3)=63.98 iy(cm4)=68.66iy(cm)=2.66 wy1(cm3)=33.11 wy2(cm3)=12.65it(cm4)=0.2028iw(cm6)=6351.05 沒有布置拉條； 屋面的坡度角為36度； 凈截面折減系數(shù)為0.98； 屋面板不能阻止檁條上翼緣的側(cè)向失穩(wěn)； 能構(gòu)造保證檁條下翼緣在風(fēng)吸力下的穩(wěn)定