地震灾区重建用板-柱-轻钢结构体系房屋的抗震性能研究

摘要

本文以中国建筑材料科学研究总院在四川省都江堰地区建造的板一柱.轻钢结构体系示范房屋为研究背景，该体系房屋将在汶川地震灾后重建工程中推广应用。
　　 板-柱-轻钢结构体系房屋属于工业化住宅，由于其外墙体系的挂板和龙骨柱都可以用再生混凝土生产，可以消耗地震造成的大量建筑垃圾，其品部件可以工业化生产，这样可大大提高建房进度和效率，该体系房屋价格低廉、节能环保、抗震利废，在地震灾后重建中将发挥巨大的作用，同时在广大农村民居建设中也将会有广阔的前景。
　　 本文针对四川地震灾区的房屋震害调查实际情况和新的抗震设防要求，采用模拟地震振动台试验来对灾区板-柱-轻钢结构体系示范房屋的抗震性能进行系统研究，探讨其在各强度等级地震作用下的动力特性、受力特点、破坏机理、破坏过程，发现薄弱环节和薄弱部位，提供试验数据，弥补理论分析的局限。并根据相关的规范标准对该体系的抗震性能做出科学的评价，对该体系房屋抗震构造措施提出相关的建议。
　　 试验结果表明：外墙体对结构模型的刚度贡献较大，对结构模型的地震作用及其抗震性能有较大的影响；房屋模型有较好的抗震性能，在整个试验过程中，结构模型保持很好的完整性，外挂板没有出现有大的滑移、甩脱现象，内墙板壁除有部分铆钉松脱外也没有甩塌现象，墙体与钢框架主体连接完好，节点有柔性连接性质，外墙体能较好适应结构变形；整个试验过程中结构模型基本处在弹性工作阶段，该结构体系在外墙体的材料选择和结构设计方面还有较大的优化空间。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 前言

1.2 轻钢结构住宅国内外的发展与研究状况

1.2.1 轻钢结构住宅在国内外的应用与发展

1.2.2 轻钢结构住宅体系的试验与理论研究

1.3 本课题研究的新型轻钢结构住宅体系

1.4 本课题研究的目的以及主要研究内容

1.4.1 课题研究的目的

1.4.2 课题研究的主要内容

第2章 试验模型

2.1 概述

2.2 试验模型选取

2.3 试验模型制作

2.4 荷载条件与试验配重

第3章 动力特性试验

3.1 动力特性测试目的

3.2 动力特性试验理论基础

3.2.1 结构的传递函数和频响函数

3.2.2 傅立叶级数与傅立叶变换

3.3 试验方法和步骤

3.4 自振频率的测试

3.4.1 加速度传感器的布置

3.4.2 试验测试

3.5 测试结果分析

3.5.1 自振频率分析

3.5.2 振型分析

3.5.3 阻尼比分析

3.6 理论分析的自振频率

第4章 模拟地震振动台试验

4.1 振动台试验系统介绍

4.2 测试用仪器设备

4.3 试验内容

4.4 试验方案

4.4.1 加速度和位移传感器以及应变片位置

4.4.2 地震波的选取

4.4.3 试验加载工况及加载步骤

4.5 试验现象

4.6 试验结果

4.6.1 加速度测试结果

4.6.2 位移测试结果

4.6.3 应变测试结果

4.7 抗震性能分析

4.7.1 结构模型自振频率分析

4.7.2 加速度响应和动力放大系数

4.7.3 位移测试结果

4.7.4 应变测试结果分析

第5章 板-柱-轻钢结构房屋模型有限元分析

5.1 模型建立

5.2 模态分析

5.3 结构模型的地震反应分析

5.3.1 结构模型位移反应

5.3.2 结构加速度反应

5.3.3 计算结果与试验结果对比

结论与展望

参考文献

攻读硕士学位期间所发表的学术论文

致谢