Новости

Dec 07, 2023

Экспериментальное исследование сейсмических характеристик холода

Научные отчеты, том 13,

Научные отчеты, том 13, Номер статьи: 4486 (2023) Цитировать эту статью

456 Доступов

Подробности о метриках

Для легких стальных каркасных конструкций, состоящих из стальных двутавровых балок и стальных колонн холодной штамповки, заполненных бетоном, были проведены сравнительные испытания сейсмических характеристик и анализ численного моделирования для голых и заполненных каркасов. Исследовано влияние легких стеновых панелей, степени осевого сжатия и толщины стенок стальных секций колонн на сейсмические свойства конструкции. Разрушение голого каркаса сконцентрировалось в трещинах сварных швов на стыках балки и колонны. Когда стеновые панели были встроены в каркас, повреждения были сосредоточены в углах и краях стеновых панелей и соединителях. Стеновые панели значительно улучшили первоначальную жесткость каркаса, раннее рассеивание энергии и сопротивление, а скорость рассеивания энергии стеновой панели изначально составляла 91%. По мере увеличения степени осевого сжатия сопротивление конструкции существенно уменьшалось. При монотонном нагружении сопротивление конструкции со степенью осевого сжатия 0,4 снизилось почти на 44 % по сравнению с конструкцией без осевого сжатия. Увеличение толщины стенок стальных секций колонн увеличивало несущую способность конструкции, но с увеличением толщины стен это увеличение уменьшалось.

В связи с быстрым развитием сборных зданий применение стальных конструкций в жилых зданиях увеличивается, а ограждающие конструкции привлекли внимание промышленности. Каркасная конструкция с закладными облегченными стеновыми панелями (то есть заполненным каркасом), состоящая из бетононаполненных стальных холодногнутых колонн и горячекатаных Н-образных стальных балок, в основном применяется в малоэтажных зданиях в сельской местности с повышенной сейсмичностью. интенсивность укреплений. Повреждение рамы в основном контролируется горизонтальной нагрузкой. Эффект второго порядка при горизонтальной нагрузке хотя и увеличивает повреждаемость каркаса, но мало влияет на всю конструкцию малоэтажного здания.

Ученые изучили холоднодеформированные тонкостенные стальные элементы зданий1,2,3,4,5, включая сопротивление сдвигу стен, несущую способность вертикальных элементов, характеристики композитных перекрытий, стыки колонн каркаса стен и пола. балка, характеристики соединения самореза и сейсмические характеристики конструкций, а результаты показывают, что эти конструкции имеют хорошие сейсмические характеристики. Также были изучены характеристики холоднодеформированных тонкостенных стальных колонн и композитных балок6,7,8 и получена соответствующая формула расчета несущей способности. Были исследованы огнестойкость и способность к сжатию композитных бетононаполненных стальных колонн холодной штамповки9,10, и композитные колонны продемонстрировали большее сопротивление сжатию. Ученые провели большую работу по характеристикам каркасов с заполненными стенами11,12,13, а также были изучены сейсмические свойства стеновых каркасных конструкций из переработанного бетона, а также каркасных конструкций с легкими стеновыми панелями. Кроме того, проведены стендовые испытания каркасных конструкций с наружными стеновыми панелями14, изучены характеристики композиционного воздействия стеновых панелей и каркасов15. Вышеупомянутое исследование в основном было сосредоточено на характеристиках на уровне компонентов или сейсмических характеристиках холоднокатаных тонкостенных стальных зданий, в основном для многоэтажных и высотных зданий. Было проведено мало исследований сейсмических характеристик малоэтажных сборных легких стальных каркасов, подходящих для сельской местности. Сейсмические характеристики легких стальных каркасов, состоящих из бетононаполненных холоднодеформированных тонкостенных стальных колонн и Н-образных стальных балок, требуют дальнейших исследований. Кроме того, влияние встроенных легких стеновых панелей и их соединений на характеристики такого легкого стального каркаса все еще требует дальнейших исследований.