多层冷弯薄壁型钢住宅体系及其抗震性能分析.pdf

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【学位年度】2011 【摘要】 冷弯薄壁型钢结构是一种新型的钢结构体系，近年来在国际上发展迅速并广泛用于住宅结构，但在我国的研究和应用还处于起步阶段。为推动冷弯薄壁型钢结构在我国住宅、特别是多层住宅中的应用，本文结合国内外冷弯薄壁型钢结构的应用和研究现状，对冷弯薄壁型钢结构开展了一系列研究，重点研究了该体系的抗震性能。本文主要研究内容、方法及结论如下： 首先探讨了多层冷弯薄壁型钢结构住宅体系的组成。根据体系的构造特点，对该体系在竖向荷载和水平荷载作用下荷载的传递路径作了详细的分析，可供设计和研究参考。 对冷弯薄壁型钢结构住宅组合墙体的竖向稳定性进行了理论研究，根据稳定性理论，通过简化计算，建立了组合墙体的力学模型。利用平衡法推导出双面蒙皮支撑墙体立柱在两端简支边界条件下的屈曲临界荷载的计算公式，并用能量法推导出双面蒙皮支撑墙体立柱在其它边界条件下的屈曲临界荷载的计算公式。
运用SAP2000有限元分析软件，建立2～6层的冷弯薄壁型钢结构住宅的三维空间整体模型，对其进行模态分析，结果表明，冷弯薄壁型钢结构体系自重轻，自身刚度大，整体性良好。
选择合理的地震波研究2～6层的冷弯薄壁型钢结构住宅体系在水平地震作用下的时程反应，分析不同层数结构在不同地震波加速度作用下的整体抗震性能。通过分析结果得出，层数和地震波加速度对该体系的抗震性能有较大影响；2～6层冷弯薄壁型钢结构住宅的弹性层间位移角和弹塑性层间位移角均符合现行规范的要求；在8度及其以下抗震设防地区，建议所构建的冷弯薄壁型钢结构住宅体系最多可以建到6层，限制高度为18m。
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