钢结构住宅体系墙板及墙板节点足尺模型振动台试验研究

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第2 3卷第 1期20 0 3年 2月

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E T U K N I E RN N N IE R N IR TO AR HQ A E E G N E I G A D E G N E I G V B A I N

文章编号：0 0 10 ( 0 3) 1 0 6— 7 10—3 1 2 0 0— 0 4 0

钢结构住宅体系墙板及墙板节点足尺模型振动台试验研究李国强赵欣孙飞飞高文利，尊权靳世文，,,杨，(. 1同济大学，上海 2 0 9;. 0 0 2 2山东安尔发建筑科技有限公司，山东莱芜 2 10 7 10)

摘要：文对山东安尔发建筑科技有限公司开发的钢结构住宅体系的墙板及墙板节点足尺模型进行本了模拟地震振动台试验研究，析了该体系的自振特性、震反应特征和破坏现象，分地特别对外墙板及内墙的节点的抗震性能进行了深入研究，出了有益的结论，得为钢结构住宅体系的进一步推广提供了试验依据。 关键词：钢结构住宅；拟地震；板节点；模墙足尺模型；动台振中图分类号：359 P 1.7文献标识码： A

Sha n abl t ki g t e sudy on a f ls a e m ode f wa lpa l nd her ul c l lo l nes a t ic nne to f s e lf a e r s de i lbuidi y t m s o c i ns o t e r m e i nta l ng s s eL o qa g, HAO n S IGu— in Z Xi, UN e—e, F ifi GAO W e .i YANG Z n q a,I h— n n1, u— u n J N S iwe( . o gi nvri,h n hi 0 0 2 2 S a d n lh uligT c n l yC roae L iu2 1 0 1 T nj U iesy S a g a 2 0 9; . h ogA p aB i n eh oo op rt, aw 7 10) t n d g

Absr t: f ls ae mo l o l pa e s a d t e r c n c i ns t t t e r me s se o e i e ta uid t ac A ul c l de fwa l n l n h i o ne to

o he se lfa y t ms f r r sd n il b l— ig n s,whi h c wa v l pe y Sh nd n ph idi g Te hn l g Co po ai n, s t se o s ki g t b e t s de eo d b a o g Al a Bu l n c o o y r r to wa e t d n ha n a l a

T n j U ies y h y a cpo et s si crso ssa dd m g aue ftemo e w r eod da d o gi nvri .T ed n mi rp r e,es ep n e n a a ef trso d l eerc re n t i mi e h a aye . ro e eaes cpo e i f h it o tr r l a e n f ldw l w r tde tn n lzd Moe vrt si rp r e o ej ns f xe o l n l a d i l a s ees i i e— h mi t s t o e i wa p s n e l i u dnsv l nd t a ua e r s t r b ane The sud r i e n t i pe e e t n e p rme a s sf r i ey a he v l bl e ulswe e o t i d. t y wo k g v n i h s pa rpr s n s a x e i ntlba i o t e f rhe pu a t f t t e a e i n i lbuid n y t ms h u t rpo l r y o he se lf me r sde ta l i g s se . i l Ke y wor s: t e a e i n i lbuid ng; i l t d e rh a e f ls a e mo e; h ki a l d se lf me r sde ta l i l smu a e a t qu k s;ul— c l d l s a ng t b e

1前言随着我国住宅产业化的推进，结构住宅体系以其特有的优越性得到了越来越广泛的关注，国很多省钢全市的科研机构、校及相关企业都在大力开展适合我国国情的钢结构住宅体系的研制开发工作，高目前在上海、东、津等地已建成部分试点工程。山天 . 从现有的钢结构住宅建筑体系看，层住宅一般采用钢框架或钢框撑承重结构，多高层住宅多采用钢框架混凝土剪力

墙或钢框架混凝土核心筒的混合结构体系，这两类结构体系均是研究应用较成熟的结构体系；且

而钢结构住宅中配套墙体的选用往往是其进一步推广应用的技术关键。从目前的研究和应用看，然墙体虽材料有所不同，形式大同小异，墙往往采用外挂式大型板材，但外内墙则采用轻质砌块砌筑式。这样当钢结收稿日期：0 2 1 -0;回日期：0 3 O1 0 2 0—03修 20一 . 6基金项目：海市建设技术发展基金会项目( 0 0 1 3上 A 2 6 ) 1

作者简介：国强 ( 9 3一)男，李 16,教授，士，博主要从事钢结构和高层建筑结构分析设计理论，以及结构抗震与抗火理论研究

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李国强，:结构住宅体系墙板及墙板节点足尺模型振动台试验研究等钢

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构住宅体系应用于地震设防区，至高烈度区时，甚虽然墙板体系作为非结构构件，但墙板及其与结构构件的连接也必须具备良好的抗震性能，则墙体脱落或倒塌也会造成严重震害；一方面钢结构刚度较小，此否另因墙体的存在也会对整个结构的抗震性能产生影响。

正是基于这样的考虑，我们以山东安尔发建筑科技有限公司开发并建造的钢结构住宅试点工程为原型 .设计了墙板及墙板节点足尺试验模型，同济大学土木工程防灾国家重点实验室进行了模拟地震振动台试在验，究该墙板体系的抗震性能。研

2模型概况原型工程为一 7层住宅，框架+钢支撑体系，墙板为该公钢外司自主开发的以房间为单元的预制轻质保温复合装饰外墙板，并B

采用专用的连接节点；内墙亦为该公司自己生产的 6 0× 0 8 0 60× 0石膏粉煤灰砌块砌体。为了能更真实地反映墙板节点的抗震性能，验模型设计成试足尺节点模型。另一方面考虑到振动台的性能参数的要求，用选了典型单元中的一个 3 1× . m的房间为试验对象，型底座以 .m 40模上结构考虑二层，层高 2 9 . m。模型平面及立面尺寸见图 1。试验模型框架梁、截面尺寸与原柱型结构基本相同，在模型三面分别挂并设了三种不同形式的外墙板，别是

双分面水泥砂浆装饰外墙板、面水泥砂浆单装饰外墙板及外墙保温装饰复合板。外墙板四周布置与框架梁柱的连接节点， 每块外墙板与上下层梁分别用三个拉接

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图 1模型概况

豳 蚕 图丑ⅢⅡⅢ斗 图 2内墙、墙板与梁柱连接典型节点 外——

节点相连，两侧柱分别用一个拉接节与点相连，在下部两角上通过两个支托而节点将自重传到两侧柱上。考虑到模型总重的限制，在模型的二层砌筑了一仅面石膏粉煤灰砌块内墙，加强内墙砌为

块与梁柱的连接，在梁柱上焊有短钢筋可卡进砌块的企口内。内墙、墙板与梁柱的典型节点见图 2外。试验模型的总质量为 1 .2。模型部分拼装完成及在振动台上的安装就位见图 3图 4 36 t、。

图 3钢框架和楼板拼装完毕

图 4试验模型在振动台上安装就位

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3模型的模拟地震振动台试验3 1试验测试方案和加载方案 .试验主要测试模型内、墙板外e X向加速度计 Y向加速度计Y

本身的加速度反应，板与钢框架墙连接节点处的加速度反应，合外复墙板钢骨架的动应变反应及其与框架梁拉接节点的动应变反应，观

Lx底梁顶面加速度计布置一层楼面加速度计布置二层楼面加速度计布置0

察内墙板石膏砌体裂缝发生、展开过程及最终破坏形态。加速度计的布置见图 5;层框架梁上与两一

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层墙板的两个拉接节点螺栓上各贴两片电阻应变片，测试试验过程中螺栓应力的变化。 试验选定两个地震动加速度记录作为模拟地震振动台台面的输入波，: 1 14即 ( ) 9 0一E e t 1C nr o波 (: 2) a e n o波 ( ) E) ( S n F ma d S。考虑到模型结构的自振周期为原型结构自振周期的 1 3左右，/因此Z0

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