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加氣混凝土板在裝配式鋼結構體係中的應用
- 2018-10-26 -

    1)加氣混凝土板材料屬性。鋼材型號:Q345B,屈服強度標準值=345 MPa,彈性模量E=2.06×105 MPa,泊鬆比為0.3,采用理想彈塑性模型;ALC板材:彈性模量E.=1.900×103 MPa,泊鬆比為0.2。

    2)模型介紹。計算模型為單跨2層,柱截麵尺寸為口300 × 300×14×14,梁截麵尺寸為H300×150×6×8,加氣混凝土板厚度均為100 mm,寬度為600 mm,長度為2 700 mm。模型1、模型2為純鋼框架結構,模型3、模型4為ALC牆板與框架結構,見圖12。其中,模型1、模型3為水平單調加載;模型2、模型4為水平反複加載。

    3)荷載。靜力荷載:通過單方向水平施加靜力荷載,對比含有牆板及純框架情況下的抗側能力。反複加載:通過施加周期位移方式實現對結構的反複加載。

    4)邊界條件。鋼框架底部為固定支座,約束全部自由度;加氣混凝土板與梁柱、加氣混凝土板之間采用PE棒填充並填充發泡劑為柔性連接,同時ALC板材質較為鬆軟,壓碎後使接觸摩擦作用減小,因此以最大靜摩擦係數0.55與滑動摩擦係數0.4,構造計算模型。

計算結果

1)靜力荷載。模型1、模型3采用單調施加靜力荷載。

    最大荷載為150 kN;荷載較小(10 kN)時,變形增大的同時,加氣混凝土板節點附近出現裂縫;隨著荷載加大,節點附近區域裂縫開展較快;當荷載達到150 kN時,裂縫區已成規模,但荷載繼續增大,裂縫不再繼續增長。破壞時,靠近加載點一側鋼框架柱腳超過屈服點,梁柱節點附近區域也均達到屈服應力。ALC板內壓應力較高,框架承受荷載相對單純框架有明顯增長,充分發揮加氣混凝土板抗壓的特性,因此說明ALC對提高框架組合結構的抗側能力貢獻較大。

2)反複周期荷載。

    加氣混凝土板與鋼框架之間為柔性連接,除結構連接力外,還有砂漿形成的黏結力,在反複加載過程中,ALC板之間發生錯動,ALC板與鋼框架之間出現剪切變形。破壞時,ALC板內壓應力水平相對較高,充分發揮了加氣混凝土材料抗壓性能好的特點,說明采用豎排內嵌ALC板牆體的抗側移整體性能較好。

對比分析

    1)荷載一位移曲線對比。內嵌加氣混凝土板鋼框架結構與純框架結構對比。可發現牆板框架結構,其剛度明顯高於純框。這是因為ALC牆板在發生錯動後,可有效發揮ALC板抗壓優勢,變化發生初期框架剛度的計算值主要由柱腳和梁柱節點完全剛性連接假定影響為主,而牆板內嵌初始剛度對此項假定並不敏感,這也說明ALC牆板在提高抗側剛度方麵優於純框架體係。

    2)滯回曲線見圖19。

內嵌加氣混凝土板框架的滯回曲線開始時雖然略微接近一個反S形,隨荷載的增大圖形逐漸退化,最終呈較飽滿的梭形;起初板問填充大量發泡膠,致使初期有一定的阻滯作用,後期由於ALC板連接節點以柔性連接為主,具有一定的彈性,在反複加載過程中,具有更好的耗能能力。

結束語

    鋼框架結構在使用ALC牆板後,在靜力荷載作用下,其整體承載力及剛度都有顯著提高。在反複荷載作用下,帶加氣混凝土板的鋼框架結構體係滯回曲線呈現梭形,反映出整個結構的塑性變形能力較強,具有很好的抗震性能和耗能能力。


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