新型砌体复合墙钢框架体系试验与有限元分析提升钢结构抗震性能

该论文主要探讨了新型砌体复合填充墙钢框架体系在2006年的试验研究和有限元分析。作者刘肖凡、霍凯成、谷倚和孙成访问分别来自武汉理工大学土木工程与建筑学院和东莞理工学院城市学院，他们针对1:2比例的钢框架模型和腔砌块复合墙体钢框架模型进行了低周往复荷载下的抗侧力性能测试。实验研究了钢框架在承受低周荷载时的P-△滞回性能、刚度变化、延性系数、破坏形态以及耗能特性，并对这两种框架结构进行了对比分析。 通过试验，发现钢框架结构本身的抗侧刚度相对较低，而空腔砌块复合墙体的引入显著提高了钢框架的抗侧刚度，两者能够有效协同工作，形成了一种有效的抗侧力体系，特别适合于钢结构住宅。试验数据与非线性有限元分析的结果高度吻合，这显示了空腔砌块复合墙体对于增强钢结构住宅结构整体性能的重要性。 在理论分析部分，论文指出，随着中国钢产量的持续增长和政策支持，钢结构住宅因其诸多优势如轻质、快速建造和良好的抗震性能而备受瞩目。但在中国，砌体填充墙对框架抗侧力的贡献常常被忽视，尤其是在实际应用中，填充墙与框架梁柱的连接会影响整个结构的受力状态，因此深入研究这些相互作用对于钢结构住宅的发展至关重要。 试验中，研究人员构建了空腔结构材料复合墙体，这种墙体由空腔砌块作为芯材，两侧覆盖钢丝网和30mm厚的细石混凝土，形成夹芯复合结构。这种设计旨在提升墙体的稳定性和结构完整性，从而更好地服务于整体框架系统。 这篇论文提供了一个重要的实践案例，展示了如何通过实验和数值模拟来优化钢结构住宅中的砌体复合填充墙系统，以提高其抗侧力性能和抗震能力，这对于推动我国钢结构住宅产业的发展具有重要意义。