基于半刚性连接的钢框架—轻钢龙骨支撑体系抗侧力性能研究

【摘要】在传统的钢框架设计中，一般多采取刚性节点，较少考虑结构整体延性。半刚性的节点构造简单、施工效率高、延性好。本文结合轻钢龙骨支撑在建筑体系中的应用，提出了半刚性钢框架-轻钢龙骨支撑结构体系，蒙皮墙板和轻钢龙骨作为主要的抗侧力和耗能构件，对低周往复水平荷载作用下五种钢框架轻钢龙骨支撑的抗侧力性能进行研究，分析了钢框架-轻钢龙骨支撑的不同形式和梁柱连接节点形式对墙体抗侧力的影响。本文以试验研究为主，对钢框架-轻钢龙骨支撑的剪切破坏模式及其在往复水平荷载作用下的受力性能进行分析，并进行了相应的计算式推导，提出了一些实际设计和工程应用的建议。论文主要完成了以下内容：（1）改变轻钢龙骨支撑的形式和梁柱连接节点形式，设计了5组：铰接钢框架内填轻钢龙骨、铰接钢框架内填节点加强轻钢龙骨、铰接钢框架内填轻钢龙骨及蒙皮、半刚性钢框架内填轻钢龙骨及蒙皮和半刚性钢框架，通过对试件施加低周往复水平荷载，观察试验过程中蒙皮板、轻钢龙骨的破坏及变形特点；分析轻钢龙骨支撑的破坏过程和破坏模式；对比各个试件的承载力、位移、滞回曲线及变形模式。（2）对钢框架-轻钢龙骨支撑的破坏模式进行了分析，并结合结构的受力特点和边界条件，分析了影响其受力性能的各种因素，包括结构内部构件的连接构件及形式、轻钢龙骨加强节点的处理、是否设有蒙皮等。（3）根据文献对设有蒙皮的试件进行了相关假设及受力分析，并推导由射钉起控制作用的设有蒙皮支撑的结构承载能力计算式。论文通过分析得到的结论如下：（1）轻钢龙骨的存在增加了支撑的抗侧承载能力，提高了其初始刚度，并使增强了结构的滞回性能。（2）对横竖龙骨节点加强对于提高结构的承载力并不显著，但可以有效的提高结构的延性及滞回性能。（3）半刚性节点对整体结构抗侧力贡献较大，半刚性节点具有较强的延性，能避免结构在水平往复荷载作用下的脆性破坏，并能在抗侧力构件失效后提供较大的刚度及承载能力，保持节点的完整性。（4）设有蒙皮结构的抗侧力性能得到增强，极限承载力和抗侧刚度也得到提高。（5）在前人研究的基础上推导出一种由射钉抗剪承载力控制的，设有横、竖向支撑的组合墙体的抗剪承载力的简化计算式。
【作者】郭瑞林；
【导师】邱建慧；
【作者基本信息】吉林大学，结构工程，2014，硕士
【关键词】钢框架；半刚性连接；轻钢龙骨；蒙皮效应；滞回性能；抗剪承载力；

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