新型冷成型鋼承重組合墻體抗剪性能試驗(yàn)研究.pdf

1、冷成型鋼結(jié)構(gòu)住宅體系作為一種新型結(jié)構(gòu)體系，具有輕質(zhì)高強(qiáng)，環(huán)保節(jié)能，施工速度快等優(yōu)勢(shì)，在歐美、澳洲和日本等地區(qū)已廣泛應(yīng)用于低層住宅。我國對(duì)冷成型鋼結(jié)構(gòu)住宅體系的研究起步較晚，考慮到我國人口眾多的國情，將傳統(tǒng)的低層冷成型鋼結(jié)構(gòu)體系擴(kuò)展為多層體系更具有現(xiàn)實(shí)意義，為此，本課題組提出一種適用于多層輕鋼建筑的新型冷成型鋼結(jié)構(gòu)承重組合墻體結(jié)構(gòu)。本文采用足尺試驗(yàn)和數(shù)值模擬對(duì)其抗剪性能進(jìn)行了研究，并對(duì)其抗剪承載力提出簡(jiǎn)化計(jì)算方法，主要內(nèi)容與結(jié)論如下:

2、r>　　1、對(duì)12片足尺墻體試件進(jìn)行了有豎向力的水平單調(diào)加載和有豎向力的水平低周往復(fù)加載，考察覆板材料、立柱截面、螺釘邊距、覆板厚度等因素對(duì)其抗剪性能的影響，通過試驗(yàn)得到各試件的破壞特征、承載能力、位移、抗剪強(qiáng)度和延性等參數(shù)，對(duì)比分析得到以下結(jié)論:(1)墻體破壞源于螺釘連接失效，最終由于失效螺釘過多導(dǎo)致墻體破壞;(2)覆雙層石膏板墻體試件極限承載力比覆單層石膏板試件提高55.96％;(3)位于底層的玻鎂板由12mm增加到15mm，墻體試

3、件極限承載力提高22.77％;(4)立柱截面和墻板單元拼接處螺釘邊距對(duì)組合墻體抗剪承載力影響很小;(5)玻鎂板與石膏板共同作為覆板材料，比只采用石膏板作為覆板材料，墻體承載力有明顯提高，但延性會(huì)下降。
　　2、利用OpenSeeS對(duì)組合墻體試件進(jìn)行抗剪性能數(shù)值模擬，與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比可知:本文建模方法可以準(zhǔn)確得到新型冷成型鋼承重組合墻體的極限承載力，最大誤差在10％以內(nèi)，并且Pinching4材料本構(gòu)模型可以較好地模擬自攻螺釘連接復(fù)雜

4、的滯回特性，利用OpenSeeS模擬得到的滯回曲線具有明顯的“捏縮效應(yīng)”，與試驗(yàn)結(jié)果吻合較好。在模型正確性得到試驗(yàn)充分驗(yàn)證的基礎(chǔ)上，對(duì)立柱間距、螺釘間距等因素進(jìn)行了變參數(shù)分析，得出以下結(jié)論:(1)立柱間距由600mm變?yōu)?00mm對(duì)組合墻體抗剪性能沒有明顯影響;(2)墻體抗剪承載力主要與墻板四周螺釘?shù)拈g距有關(guān)，而與墻板中部立柱上螺釘間距的關(guān)系很小。
　　3、通過分析此新型冷成型鋼組合墻體抵抗水平剪力的傳遞機(jī)理和破壞模式，對(duì)組合墻體

5、進(jìn)行合理簡(jiǎn)化，采用整體分析方法和類比螺栓偏心受剪（彈性分析方法和極限強(qiáng)度分析方法）這兩種方法推導(dǎo)出組合墻體抗剪承載力的簡(jiǎn)化計(jì)算公式。其中，整體分析方法結(jié)合本試驗(yàn)中試件破壞現(xiàn)象和數(shù)值模擬結(jié)果，做出了合理改進(jìn)，即認(rèn)為邊柱螺釘參與承擔(dān)水平剪力，忽略墻板中間立柱上螺釘?shù)淖饔茫?jiǎn)化計(jì)算得到的結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果比值在0.88-1.11之間;彈性分析方法和極限強(qiáng)度分析方法借鑒螺栓群偏心受剪的計(jì)算方法，將組合墻體視為受到水平偏心剪力的螺釘群進(jìn)行分析，其中，