筑巢轻钢结构体系节点半刚性试验研究与墙体抗侧性能分析

摘要

筑巢轻钢结构体系建筑具有自重轻、标准化程度高、自振周期较长，对地震作用不敏感等独特的优越性，在“节能、节地、节水、节材、环保”等诸多方面也拥有很大的优势，近年来在低、多层等建筑中得到了广泛应用。
　　筑巢轻钢结构体系由片柱、方柱、横撑、楼层桁架梁、OSB板条带以及若干连接件等组合而成，构造复杂，目前缺少配套的设计方法与规程。国内对此展开的基础研究较少，譬如，对于主要部位节点的半刚性连接以及墙体抗侧性能的研究尚不够深入，需进行大量试验研究与理论分析。
　　本文对筑巢轻钢结构体系五类节点展开了一系列的试验研究与有限元分析，并利用节点半刚性连接的研究成果进行了多种墙体的抗侧性能非线性有限元分析。主要工作和结论如下：
　　①开展了片柱与楼层桁架梁连接节点、方柱与楼层桁架梁连接节点、片柱与OSB板条带连接节点、片柱与五七管横撑连接节点以及片柱与楼层桁架梁改进型连接节点等五类节点的水平低周往复循环荷载抗侧性能试验，共计完成17个节点试验。
　　②论文翔实地阐述了试验过程及现象，根据试验结果比较了五类节点的滞回特性、承载能力与抗震性能。试验表明，改进型节点的承载力与耗能能力最高，横撑节点的承载力与耗能性能最差。
　　③提出了五类节点的模型化方法，并根据试验结果得出了简化M-θ单刚度模型与折线模型。
　　④设计了13种类型的筑巢轻钢结构体系墙体，代入已有的节点塑性铰模型，并在斜撑两端引入非线性连接弹簧，对墙体进行非线性有限元分析，对比分析了各类墙体的抗侧性能。采用斜撑拉压刚度折减系数，推导了带斜撑墙体抗侧刚度的简化计算方法。
　　本文为完善筑巢轻钢结构体系的分析和设计理论提供了基础数据，对轻钢结构设计有一定的参考意义。

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1 绪 论

1.1 引言

1.2 筑巢轻钢结构体系

1.3 轻钢结构体系节点与墙体研究现状

1.4 本文的研究思路及主要内容

2 筑巢轻钢结构体系主要节点试验

2.1 引言

2.2 材料力学性能

2.3 试验目的、试件及方案

2.4 试验过程及现象

2.5 试验结果及分析

2.6 试验结果纵向对比分析

2.7 本章小结

3 筑巢轻钢结构体系主要节点模型化与验证

3.1 引言

3.2 实现路径

3.3 节点模型化及M??曲线简化

3.4 模型验证

3.5 本章小结

4 带板带和斜撑轻钢墙体抗侧性能分析

4.1 引言

4.2 墙体抗侧性能非线性有限元分析

4.3 带斜撑墙体抗侧刚度简化计算方法

4.4 本章小结

5 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

致谢

参考文献