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钢框架-网格墙结构分析与设计

闫翔宇 张莫凡 王丹妮 陈志华 李晓斐 王彬

闫翔宇, 张莫凡, 王丹妮, 陈志华, 李晓斐, 王彬. 钢框架-网格墙结构分析与设计[J]. 钢结构(中英文), 2023, 38(9): 19-27. doi: 10.13206/j.gjgS22052202
引用本文: 闫翔宇, 张莫凡, 王丹妮, 陈志华, 李晓斐, 王彬. 钢框架-网格墙结构分析与设计[J]. 钢结构(中英文), 2023, 38(9): 19-27. doi: 10.13206/j.gjgS22052202
Xiangyu Yan, Mofan Zhang, Danni Wang, Zhihua Chen, Xiaofei Li, Bin Wang. Analysis and Design of Steel Frame-Grid Wall Structure[J]. STEEL CONSTRUCTION(Chinese & English), 2023, 38(9): 19-27. doi: 10.13206/j.gjgS22052202
Citation: Xiangyu Yan, Mofan Zhang, Danni Wang, Zhihua Chen, Xiaofei Li, Bin Wang. Analysis and Design of Steel Frame-Grid Wall Structure[J]. STEEL CONSTRUCTION(Chinese & English), 2023, 38(9): 19-27. doi: 10.13206/j.gjgS22052202

钢框架-网格墙结构分析与设计

doi: 10.13206/j.gjgS22052202
基金项目: 

国家重点研发计划(2019YFD1101005)

详细信息
    作者简介:

    闫翔宇,男,1980年出生,博士,高级工程师。Email:xy_yan2005@163.com

Analysis and Design of Steel Frame-Grid Wall Structure

  • 摘要: 网格墙结构是将钢板墙网格化得到的一种新型抗侧力体系,具有抗震性能好、焊接工作量小、构件加工和运输方便、施工安装便捷等优势,符合当前大力发展装配式钢结构的政策要求。目前对网格墙结构的研究主要集中在力学性能方面,但其在实际工程设计中尚未得到应用。为探索其在实际工程中应用的可行性,以兰州新区保障性住房建设项目(二期)9号楼的钢框架-钢板剪力墙结构为背景,采用钢框架-网格墙结构进行了结构布置与设计,在YJK和MIDAS/Gen软件中建立了结构计算模型,并在相同技术参数和荷载条件下进行了整体结构分析、构件承载力验算以及关键节点设计与分析。在YJK和MIDAS/Gen中对钢框架-网格墙结构进行弹性分析,得到结构的整体指标,并与原钢框架-钢板剪力墙结构的整体指标进行对比,结果表明:钢框架-网格墙结构抗侧力构件沿平面、立面布置规则,两种软件所得各项指标比较接近且均满足JGJ 99—2015《高层民用建筑钢结构技术规程》和GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》的要求,虽然其抗侧刚度略低于钢框架-钢板剪力墙结构,但钢网格墙的用钢量和焊接工程量均低于相应的钢板剪力墙。对构件承载力进行验算时,由于钢网格墙T型钢构件计算长度算法尚不明确,无法采用一阶弹性分析法进行构件稳定性计算,因而采用直接分析法对构件进行了验算,考虑整体初始缺陷和构件初始缺陷,进行各荷载组合下的非线性分析,结果表明:所有钢构件的强度应力比均小于1.0,构件承载力满足GB 50017—2017《钢结构设计标准》要求。鱼尾板作为T型钢与边缘构件间的连接构件,对钢网格墙耗能性能的发挥至关重要,为确保连接的可靠性,对鱼尾板的力学性能进行深入分析,在有限元软件ABAQUS中建立该钢网格墙的3层局部子结构精细化有限元模型,施加荷载包络组合作用下的柱顶内力、梁上荷载以及各层柱顶侧向位移后进行分析,结果表明,在设计荷载下鱼尾板、T型钢构件、边缘构件均不出现屈服,继续侧向加载至鱼尾板出现屈服时,此时大部分T型钢构件、梁端以及底层柱脚受压侧早已经出现截面屈服,满足“强节点、弱构件”的设计要求。
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-05-22
  • 网络出版日期:  2023-10-20

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