本文關(guān)鍵詞：新型冷成型鋼承重組合墻體抗剪性能試驗研究

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【摘要】：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,環(huán)保節(jié)能,施工速度快等優(yōu)勢,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)體系擴展為多層體系更具有現(xiàn)實意義,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)。本文采用足尺試驗和數(shù)值模擬對其抗剪性能進行了研究,并對其抗剪承載力提出簡化計算方法,主要內(nèi)容與結(jié)論如下：1、對12片足尺墻體試件進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、覆板厚度等因素對其抗剪性能的影響,通過試驗得到各試件的破壞特征、承載能力、位移、抗剪強度和延性等參數(shù),對比分析得到以下結(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12mmm增加到15mm,墻體試件極限承載力提高22.77%；(4)立柱截面和墻板單元拼接處螺釘邊距對組合墻體抗剪承載力影響很��； (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,但延性會下降。2、利用OpenSeeS對組合墻體試件進行抗剪性能數(shù)值模擬,與試驗結(jié)果對比可知：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)”,與試驗結(jié)果吻合較好。在模型正確性得到試驗充分驗證的基礎(chǔ)上,對立柱間距、螺釘間距等因素進行了變參數(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理和破壞模式,對組合墻體進行合理簡化,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化計算公式。其中,整體分析方法結(jié)合本試驗中試件破壞現(xiàn)象和數(shù)值模擬結(jié)果,做出了合理改進,即認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?簡化計算得到的結(jié)果與試驗結(jié)果比值在0.88—1.11之間；彈性分析方法和極限強度分析方法借鑒螺栓群偏心受剪的計算方法,將組合墻體視為受到水平偏心剪力的螺釘群進行分析,其中,彈性分析方法計算結(jié)果偏小,最大誤差為21%；極限強度分析方法計算結(jié)果偏高,最大誤差為19%。
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TU398.9

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本文編號：1164463