轻钢住宅结构体系的抗震性能研究

摘要

近年，我国正积极向低能耗、低排放的“绿色”住宅产业体系转型。据统计，住宅能耗占了全国总能耗的20％左右，且传统的作业方法给环境带来了巨大的污染。随着人们对住宅要求的提高和国家政策的倡导，轻钢住宅以它诸多的优点渐渐被人们关注且应用前景广阔。目前轻钢结构广泛用于低层住宅，但我国对多高层轻钢住宅的结构体系还缺乏深入的研究，尤其是结构的抗震性能。
　　 文中首先结合文献资料，对轻钢结构的特点、国内外研究现状和结构体系进行了简要地介绍，随后阐述了钢结构的设计原则、在地震中的破坏原因及抗震设计方法。本文选用AAA级住宅套型，利用PKPM和ANSYS两种软件对6层和10层住宅进行建模分析，在模型设计中分别采用纯框架结构、框架—支撑结构和框架—核心筒结构。通过模态分析、8度区多遇地震下的反应谱分析和8度区多遇、罕遇地震下的时程分析，得到三种结构体系的用钢量、自振周期、各层质心位移、层间位移角、多遇地震下底部剪力和罕遇地震下节点位移时程曲线，经过比较分析，总结三种结构形式的安全性能和抗震性能。由分析结果可知，轻钢框架结构的抗震性能最差，利用ANSYS软件对轻钢框架结构与传统的钢筋混凝土框架结构的抗震性能进行比较分析，结果表明轻钢结构的抗震性能优于传统结构，证明推广轻钢住宅是切实可行的。
　　 本文通过对轻钢结构抗震性能的研究，为今后轻钢住宅的结构设计提供了参考，对今后进一步的研究提出了建议和需要完善的问题。