Estudo experimental sobre o desempenho sísmico de uma

Scientific Reports volume 13, Número do artigo: 4486 (2023) Citar este artigo

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Detalhes das métricas

Para estruturas leves de aço compostas por vigas H de aço e colunas de aço enformadas a frio preenchidas com concreto, testes de comparação de desempenho sísmico e análises de simulação numérica foram realizados para pórticos nus e preenchidos. Foram investigados os efeitos dos painéis leves das paredes, da taxa de compressão axial e da espessura das paredes das seções de aço dos pilares nas propriedades sísmicas da estrutura. A falha do pórtico nu concentrou-se nas fraturas de solda nas juntas viga-pilar. Quando os painéis de parede foram embutidos na estrutura, o dano se concentrou nos cantos e bordas dos painéis de parede e nos conectores. Os painéis de parede melhoraram significativamente a rigidez inicial da estrutura, dissipação de energia inicial e resistência, e a taxa de dissipação de energia do painel de parede foi inicialmente tão grande quanto 91%. À medida que a taxa de compressão axial aumentava, a resistência da estrutura diminuía significativamente. Sob carregamento monotônico, a resistência na estrutura com taxa de compressão axial de 0,4 foi reduzida em quase 44% em comparação com a estrutura sem compressão axial. O aumento da espessura da parede das seções de aço dos pilares aumentou a capacidade de carga da estrutura, mas o aumento diminuiu com o aumento da espessura da parede.

Com o rápido desenvolvimento de edifícios pré-fabricados, a aplicação de estruturas de aço em edifícios residenciais está aumentando, e a estrutura de envelope tem recebido atenção da indústria. A estrutura de armação com painéis de parede leve embutidos (ou seja, estrutura preenchida), consistindo em colunas de aço moldadas a frio preenchidas com concreto e vigas de aço em forma de H laminadas a quente, é usada principalmente em prédios baixos em áreas rurais com alta sísmica intensidade da fortificação. Danos ao quadro são principalmente controlados pela carga horizontal. Embora o efeito de segunda ordem sob carga horizontal aumente o dano de um pórtico, ele tem pouca influência em toda a estrutura do edifício baixo.

Os estudiosos estudaram membros de edifícios de aço de paredes finas formados a frio1,2,3,4,5, incluindo a resistência ao cisalhamento das paredes, a capacidade de carga dos membros verticais, o desempenho de pisos compostos, as juntas das colunas da estrutura da parede e o piso viga, o desempenho da conexão do parafuso autorroscante e o desempenho sísmico das estruturas, e os resultados mostram que essas estruturas têm bom desempenho sísmico. O desempenho de colunas de aço de paredes finas conformadas a frio e vigas mistas6,7,8 também foi estudado e a fórmula de cálculo da capacidade de suporte correspondente foi derivada. A resistência ao fogo e a capacidade de compressão de pilares de aço conformados a frio preenchidos com concreto misto9,10 foram investigados, e os pilares mistos exibiram maior resistência à compressão. Os estudiosos realizaram muitos trabalhos sobre o desempenho de pórticos com paredes preenchidas11,12,13, e as propriedades sísmicas de estruturas de concreto reciclado com paredes foram estudadas, assim como as de estruturas de pórticos com painéis leves de parede. Além disso, testes de mesa vibratória de estruturas de caixilhos com painéis de parede externos14 foram realizados e o desempenho da ação composta de painéis de parede e caixilhos15 foi estudado. A pesquisa acima se concentrou principalmente no desempenho no nível do componente ou no desempenho sísmico de edifícios de aço de paredes finas formados a frio, principalmente para edifícios de vários andares e arranha-céus. Existem poucos estudos sobre o desempenho sísmico de estruturas de aço leve pré-fabricadas de baixo crescimento adequadas para áreas rurais. O desempenho sísmico de pórticos leves de aço compostos por colunas de aço de paredes finas preenchidas com concreto e vigas de aço em forma de H precisa de mais pesquisas. Além disso, a influência de painéis de parede leves embutidos e suas conexões no desempenho desse tipo de estrutura de aço leve ainda precisam de mais pesquisas.

40 mm, the displacement increment was 10 mm. The loaded system is shown in Table 5./p> 50 mm, the bearing capacity degradation curve of the SF specimen was relatively flat with little numerical variation, indicating that the bearing capacity of the specimen did not decrease much, and the specimen continued to bear load. When Δ < 50 mm, the degradation coefficient of the bearing capacity of the structure decreased rapidly, and the declining trends of the SF and SFW specimens were basically the same. Under negative loading, the degradation degree of the bearing capacity was smaller in the SFW specimen than in the SF specimen, reflecting the effect of the wall resistance on the horizontal load. Under forward loading, the difference between the bearing capacity degradation curves of the two specimens was small, and the middle parts of the curves overlapped. The main reason was that the wall was badly damaged and detached from the frame, which played a major role at that time. In the later stage of loading, the wall acted as an equivalent strut, but the effect was small because of the severity of its damage./p>