Tilt-up建筑体系波纹钢板屋盖设计与数值模拟研究

来源 :北京建筑大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:li_qinglong
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随着我国物流业快速发展,对物流仓储等工业建筑的需求急剧增加,在北美地区应用广泛的Tilt-up建筑体系在我国也有良好的应用前景,而屋盖作为Tilt-up建筑体系的重要构件,研究其设计方法及抗震性能有助于Tilt-up建筑体系在国内的发展。本文首先采用有限元软件ABAQUS对学者Essa所做缩尺悬臂波纹钢板屋盖试验进行模拟,模拟与试验结果基本一致,验证了模型的可靠性。在此基础上,将悬臂波纹钢板屋盖模型调整为简支波纹钢板屋盖模型,通过低周往复加载,研究不同螺钉间距和波纹钢板厚度对试件平面内受力性能的影响。此外,本文还总结了ASCE7、IBC等美国规范中相关的Tilt-up建筑体系屋盖抗震设计方法,对实际工程中一栋单层Tilt-up仓储建筑进行设计,并对其进行弹塑性时程分析,由模拟结果可知,结构的周期、层间位移角、基底剪力均符合规范要求,验证了设计的合理性。最后为探究不同屋盖长宽比和屋盖结构布置形式对Tilt-up仓储建筑受力性能的影响,采用ABAQUS对三个Tilt-up仓储建筑模型做推覆模拟分析。通过上述研究可得出以下结论:(1)同螺钉间距时,波纹钢板厚度越大,试件的承载力越大,初始刚度越大,耗能能力越强;同波纹钢板厚度时,螺钉间距越小,试件的承载力越大,初始刚度越大,耗能能力越强;本文所做模拟试件中波纹钢板最厚、螺钉间距最小的波纹钢板屋盖受力性能最优;(2)螺钉间距过密且波纹钢板较薄的波纹钢板屋盖不可取,此种组合会使结构损伤过大,迅速破坏;(3)所做的Tilt-up仓储建筑模型中,由于屋盖长宽比为1:1的Tilt-up仓储建筑相较于屋盖长宽比为2:1的建筑以抗剪为主,因此屋盖长宽比为1:1的建筑承载力良好、延性较好、屋盖应力分布均匀、结构不易出现局部破坏,其受力性能优于屋盖长宽比为2:1的建筑;(4)波纹钢板沿短边方向铺设的Tilt-up仓储建筑极限承载力、初始刚度较高,但延性较差;波纹钢板沿屋盖长边方向铺设的Tilt-up仓储建筑极限承载力、初始刚度较低,但延性较好,为不同设计情况提供参考。
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