哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
摘要
近年来，装配式钢结构建筑因其工业化程度高、现场湿作业少、抗震性能优
良等优点，逐渐成为建筑业发展的主要方向。整体结构在地震作用下的破坏暴露
了目前抗震理论的不足，人们需要不断优化和完善已有的分析抗震性能的方法。
本文分析了围护结构在整体结构体系中对抗震性能的影响，以轻钢龙骨围护墙板
为例，研究其在钢框架结构中的影响，文章主要内容分为三个部分。
（1）在分析总结国内外相关研究基础上，采用ABAQUS有限元分析软件，
建立了钢框架轻钢龙骨围护墙板有限元模型，并与已有试验结果对比，结果吻合-
较好。基于该有限元模型，对墙板与钢框架结构体系中的关键参数进行模拟分析，
考虑龙骨、外面板以及填充板等关键参数变化产生的影响，共设计34组模型，得
出在单层单跨结构体系中围护墙板对于结构体系性能的影响规律。结果表明：围
护墙板在钢框架结构的加载过程中对抗侧承载力和刚度有较大影响，对空框架的
抗侧承载力提升在1-2倍之间；在轻钢龙骨墙板中，外面板厚度的提升对墙板的抗
侧性能的影响比龙骨、填充板的厚度提升对墙板抗侧性能的影响更大。
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（）依据等效弹塑性板模型，通过抗侧刚度计算式，得到了理想状态下的弹
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塑性板在弹性阶段的弹性模量；利用墙体的有限元模型，设计了组模型进行
加载，利用所得数据，采用多元线性拟合的方式，拟合出墙体的力学简化计算式，
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并设计了组模型验证其准确性；利用抗侧刚度计算公式与弹性模量与剪切模量
之间的相互关系，得到了等效简化板在塑性阶段的三折线曲线；将简化模型与已
有的有限元精细化模型和试验结果对比，本简化方法基本满足误差要求。
（3）基于等效的墙板模型，分别设计了五层、十层的整体结构算例。利用
ABAQUS软件对多层结构算例进行时程分析，根据模型的动力特性，输入四种地
震波，按照多遇地震与罕遇地震两种情况，研究了围护墙板对多层钢结构的抗震
性能的影响；采用增量动力分析方法（IDA分析）分析墙体在弹塑性阶段的性能
发展情况，分析墙体自身强度退化对多层钢框架抗震性能的影响，结果表明：如
果围护墙体自身抗震延性较差，墙体对结构的贡献减弱，尤其是大震下的作用显
著降低，影响结构抗震性能的稳定性，在结构设计和弹塑性验算时不应考虑墙体
的作用。相反墙体延性较好时，在弹性和弹塑性两阶段设计时均应适当考虑墙体
的贡献。
关键字：围护墙板；轻钢龙骨墙板；有限元分析；抗震性能；力学简化模型；多
层框架结构
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哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
Abstract
Inrecentyears,theprefabricatedsteelstructurebuildinghasgraduallybecomethe
maindirectionofthedevelopmentoftheconstructionindustrybecauseofitshigh
degreeofindustrialization,lesson-sitewetoperation,excellentseismicperformance
andotheradvantages.Thefailureofthewholestructureundertheactionofearthquake
exposestheinadequacyofthecurrentseismictheory,andpeopleneedtooptimizeand
perfecttheexistingmethodstoanalyzetheseismicperformance.Thispaperanalyzes
theinfluenceoftheenclosurestructureontheseismicperformanceofthewhole
structu