钢框架—预制混凝土抗侧力墙装配式结构施工和使用阶段竖向受力性能研究

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钢框架—预制混凝土抗侧力墙装配式结构(SPW体系)作为一种新型的双重抗侧力结构体系,可实现预制化生产和装配式安装、现场湿作业少、施工周期短、绿色环保,是推进我国钢结构住宅产业化比较理想的建筑体系。本文从试验研究和有限元分析这两个方面对SPW体系在竖向荷载作用下施工和使用阶段的受力性能进行了专项研究,并对多高层SPW体系竖向受力性能进行了拓展分析。本文主要内容及成果如下:1.对1榀足尺单层单跨SPW体系的试件进行了三种工况下的竖向加载试验,试验结果表明:在施工安装阶段墙体定位时期,抗侧力墙体承担较小的竖向荷载,顶部框架梁挠度较大,而底部框架梁挠度较小;在施工安装阶段螺栓终拧时期,抗侧力墙体承担较大的竖向荷载,顶部和底部框架梁挠度相同;在使用阶段,竖向荷载几乎全部由抗侧力墙体承担,框架梁挠度值微小。2.采用ABAQUS有限元软件建立试验试件有限元模型,并验证建模方法的正确性。在此基础上,对高强螺栓终拧顺序、高强螺栓定位初拧预紧力、摩擦面抗滑移系数、墙宽梁跨比、墙体高厚比和墙体偏移比这六个影响因素进行变参数分析,得到各影响因素对单层单跨SPW体系竖向受力性能以及框架梁变形的变化规律,为现场装配安装提出合理的施工建议。3.以实际工程为背景,建立6层和12层SPW体系的单跨模型,选取三种施工方案进行有限元对比分析,得出多高层SPW体系在施工阶段和使用阶段竖向荷载的分配关系以及框架梁挠度的变化规律,并得到多高层SPW体系中抗侧力墙体在施工和使用状态下的受力特性,为多高层钢结构住宅体系的产业化提供理论依据和工程应用参考。
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