带竖缝CCA板填充墙钢框架试验和有限元研究

摘要

在建筑住宅产业化趋势下，钢框架结构中新型填充墙的应用逐渐被重视。传统的钢结构设计中，填充墙常常被作为围护构件，不考虑其结构功能。然而，实际的受力情况是：由于填充墙与钢框架之间存在的耦连作用，填充墙钢框架的受力情况与纯钢框架的受力情况存在一定差异。因此，研究新型填充墙的破坏模式、破坏形态及开裂机理具有重要意义。
　　本文为延缓侧向荷载作用下CCA板（Cellulose Fiber Cement Plate Autoclaved Walls的简称）填充墙的开裂，减小CCA板填充墙角部的应力集中，在填充墙中间设置了一条竖缝，并对一榀足尺的单层带竖缝的CCA板填充墙钢框架进行拟静力试验，还设计了一榀足尺纯钢框架、一榀足尺的常规CCA板填充墙钢框架与之对比，主要研究竖缝对CCA板填充墙的破坏模式、破坏形态、开裂机理的影响，及竖缝对试件的侧向变形能力、刚度退化、耗能能力等的影响，并将试验得到的结果与有限元软件ABAQUS得到的结果进行了对比。研究结果表明：与常规CCA板填充墙相比，竖缝能有效减小侧向荷载作用下CCA板填充墙角部的应力集中，延缓侧向荷载作用下CCA板填充墙的开裂，同时，竖缝可改变CCA板填充墙的破坏形态，常规CCA板填充墙的主要破坏形态是CCA板角部的交叉裂缝，带竖缝CCA板填充墙的主要破坏形态是CCA板竖缝附近上下角部的斜裂缝。
　　本文还对5榀开洞CCA板填充墙钢框架进行了有限元分析，主要分析了开洞率、开洞位置对CCA板填充墙的开裂规律、应力集中以及试件抗侧刚度的影响。研究结果表明：在侧向荷载作用下，开洞CCA板填充墙裂缝主要分布在洞口附近以及填充墙角部；当CCA板填充墙的开洞位置一定时，试件初始抗侧刚度随填充墙开洞率的提高不断减小；当CCA板填充墙的开洞率一定时，填充墙在边部开门洞比在中间开门洞时试件的初始刚度大。研究结果为CCA板填充墙的设计与施工提供理论依据。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 课题研究的背景和意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文研究的主要内容

第2章 填充墙的类型和等效模型

2.1 填充墙面板的类型

2.2 填充墙与框架的连接形式

2.3 已有的填充墙框架等效模型

2.4 填充墙破坏模式

2.5 影响填充墙破坏的主要因素

2.6 本章小结

第3章 带竖缝CCA板填充墙钢框架拟静力试验研究

3.1 引言

3.2 试验研究的目的和意义

3.3 试件设计

3.4 试验方案

3.5 材性试验

3.6 试验过程和破坏特征

3.7 试验结果及分析

3.8 本章小结

第4章 带竖缝CCA板填充墙钢框架有限元研究

4.1 ABAQUS有限元基础

4.2 有限元模型建立

4.3 有限元分析结果

4.4 带竖缝填充墙破坏机理分析

4.5 本章小结

第5章 开洞CCA板填充墙钢框架有限元分析

5.1 引言

5.2 试件设计

5.3 有限元分析结果

5.4 本章小结

第6章 研究结论与展望

6.1 研究结论

6.2 研究展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文及科研工作

致谢