鋼網(wǎng)構(gòu)架混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)約束邊緣構(gòu)件試驗(yàn)研究.pdf

1、住宅工業(yè)化是今后住宅行業(yè)發(fā)展的一大趨勢(shì)。本文提出的鋼網(wǎng)構(gòu)架混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)是由冷彎格構(gòu)型鋼、卡條、鋼板網(wǎng)、混凝土一體構(gòu)成,包括復(fù)合墻體和復(fù)合樓板的一種新型建筑體系。該結(jié)構(gòu)體系既保持了傳統(tǒng)鋼筋混凝土剪力墻的優(yōu)異性能,又克服了傳統(tǒng)剪力墻結(jié)構(gòu)施工周期長(zhǎng)、施工復(fù)雜、模板及腳手架用量大等缺點(diǎn)。課題前期研究過(guò)應(yīng)用于多層的鋼網(wǎng)構(gòu)架混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)體系,本文以前期成果為基礎(chǔ),對(duì)該結(jié)構(gòu)應(yīng)用于高層建筑進(jìn)行了試驗(yàn)研究。
　　 本文共制作了五片試件進(jìn)行

2、低周反復(fù)水平荷載試驗(yàn),研究墻體的受力狀態(tài)、開裂部位、裂縫發(fā)展情況以及破壞形態(tài);得到了荷載—位移滯回曲線,分析了墻體的滯回特性、延性、耗能能力及剛度退化等抗震性能。試驗(yàn)表明,墻體具有較高的承載能力、良好的抗震性能和延性。鋼網(wǎng)構(gòu)架混凝土整截面試件破壞過(guò)程包括:墻體彈性工作階段;根部水平裂縫不斷發(fā)展的裂縫階段;根部鋼板網(wǎng)撕裂、約束邊緣部位格構(gòu)鋼和縱筋屈服的屈服階段;鋼板網(wǎng)徹底撕開、約束邊緣部位格構(gòu)鋼和縱筋拉斷的破壞階段;試件最終破壞模式是彎曲

3、破壞,滿足“強(qiáng)剪弱彎”的原則。開洞試件由于洞口連梁裂縫的不斷開展導(dǎo)致連梁最終剪切破壞,滿足“強(qiáng)墻弱梁”的原則。鋼網(wǎng)構(gòu)架混凝土在抗震能力上不比傳統(tǒng)鋼筋混凝土墻體差甚至更具優(yōu)越性,能夠較好的替代傳統(tǒng)剪力墻結(jié)構(gòu),應(yīng)用于實(shí)際工程中。格構(gòu)鋼搭接構(gòu)造一插環(huán)能較好地傳遞應(yīng)力,是較合理的構(gòu)造措施。
　　 在試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,將試驗(yàn)手段和有限元數(shù)值理論分析結(jié)合起來(lái),利用有限元程序ANSYS對(duì)墻體進(jìn)行非線性有限元分析,并對(duì)其承載性能和裂縫發(fā)展進(jìn)行了比較

4、和分析。通過(guò)ANSYS有限元分析結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比分析可知,二者的屈服荷載、極限荷載以及裂縫的發(fā)展和分布情況較吻合;約束部位配箍率對(duì)墻體承載能力的影響并不顯著,但配箍率高的墻體延性較好;縱向鋼筋對(duì)墻體的承載能力有一定的影響,配筋率高的墻體承載能力更高。結(jié)果表明有限元模型節(jié)點(diǎn)分析的荷載—位移曲線和試驗(yàn)測(cè)得數(shù)據(jù)符合良好,這說(shuō)明選用合理的材料本構(gòu)模型,利用ANSYS可以較好地模擬試驗(yàn)過(guò)程,為進(jìn)一步的理論研究打下了良好的基礎(chǔ)。
　　

5、分析混凝土應(yīng)變規(guī)律可知,混凝土應(yīng)變?cè)趶椥噪A段時(shí)呈現(xiàn)較明顯的線性關(guān)系,滿足平截面假定,可以利用平截面假定進(jìn)行計(jì)算。參照鋼筋混凝土計(jì)算辦法計(jì)算試件承載力,計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果吻合較好,因此鋼網(wǎng)構(gòu)架混凝土剪力墻承載力的計(jì)算可以將型鋼等效為鋼筋后按照鋼筋混凝土剪力墻計(jì)算方法進(jìn)行計(jì)算。
　　 由試驗(yàn)結(jié)果和理論分析可得出如下結(jié)論:本文所研究的鋼網(wǎng)構(gòu)架混凝土剪力墻具有較高的承載能力、良好的抗震性能,能夠滿足抗震設(shè)計(jì)的要求,可應(yīng)用于一般高層建筑,