【摘 要】
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低多层轻型钢结构住宅具有自重较轻、施工快捷和建筑形式灵活多变等诸多优点。随着我国住宅装配式产业政策的推广,低多层轻型钢结构住宅发展前景日益广阔。本文研究了 T型钢通过自攻螺钉连接的组合工字钢结构体系,该结构体系可实现施工现场的快速安装,提升了低多层轻型钢结构住宅的施工速度。本文首先对组合工字钢框架试验模型进行了静力性能试验,研究了组合工字钢结构的破坏形式,分析了 K型支撑对结构极限承载力和挠度变形
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低多层轻型钢结构住宅具有自重较轻、施工快捷和建筑形式灵活多变等诸多优点。随着我国住宅装配式产业政策的推广,低多层轻型钢结构住宅发展前景日益广阔。本文研究了 T型钢通过自攻螺钉连接的组合工字钢结构体系,该结构体系可实现施工现场的快速安装,提升了低多层轻型钢结构住宅的施工速度。本文首先对组合工字钢框架试验模型进行了静力性能试验,研究了组合工字钢结构的破坏形式,分析了 K型支撑对结构极限承载力和挠度变形的影响。试验结果表明,组合工字钢结构受力性能良好,自攻螺钉发生剪切破坏,K型支撑构件可有效提高组合工字钢框架结构抗侧移刚度。本文采用ABAQUS软件对组合工字钢框架结构进行了静力数值分析,计算结果与试验模型静力试验结果一致,验证了静力数值分析的有效性和准确性。本文最后对组合工字钢框架试验模型进行了振动台动力性能试验研究。设计并制作了 1:2缩尺比例试验模型,根据欠人工质量相似比理论,推导了试验模型相似比关系,进行了了三种不同地震作用下振动台试验,探究了组合工字钢框架结构的动力性能。结果表明:在输入地震波加速度峰值逐渐增加的情况下,结构的自振频率逐渐降低,阻尼比随之增大,模型结构的位移响应和应变响应也相应增大;模型结构的动力放大系数随结构高度增加而增大。在7度设防地震水准下,三种地震波作用时结构的层间位移角最大值为1/980,小于规范的限值1/250,模型结构在所有工况加载结束后,整体结构完好。在地震水准为9度罕遇时,结构最大值层间位移角为1/211,满足建筑结构抗震规范中的规定的三水准要求。通过静力试验与有限元分析和振动台试验研究可知,组合工字钢框架结构受力性能良好,可满足高烈度设防地区的使用。本文研究结果可为低多层轻型钢结构住宅体系的应用提供一定的理论依据和应用指导意义。
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