冷弯薄壁型钢新型面板组合墙体抗剪承载力研究

发布时间：2020-05-26 23:28

【摘要】：冷弯薄壁型钢组合墙体以其自重轻、延性好、施工周期短、抗震性能强等优势在国内外发展迅速,本文研究的组合墙体面板是一种新型水泥基复合板材,具有良好的保温、防火、隔热、防水、耐久等性能,但是相关研究文献较少,不利于这种材料组合墙体的推广应用。因此,本文在查阅大量国内外文献的基础上,采用有限元模拟和理论计算两种方法,对此种新型板材覆面的冷弯薄壁型钢组合墙体的抗剪承载力进行了研究,以此为相关冷弯薄壁型钢组合墙体的推广提供一些有益的参考。文中对水平单调加载方式下的冷弯薄壁型钢组合墙体进行了有限元分析,同时考虑了材料的非线性和几何的非线性问题。采用实体单元模拟组合墙体的各构件,墙架柱与顶、底梁之间采用铰接方式连接,组合墙体在螺钉连接处采用耦合的方法处理。有限元模拟结果与赵根田教授的试验值吻合较好,从而证明了有限元模拟方法的正确性和可行性。在此基础上,对新型面板厚度、墙架柱壁厚及强度、墙架柱间距、自攻螺钉间距、墙体的高宽比、竖向荷载等影响墙体抗剪承载力的因素进行了参数分析,结果表明:增大新型面板厚度、减小墙架柱间距、自攻螺钉间距以及高宽比均可以明显提高组合墙体的抗剪承载力;而增大墙架柱壁厚及强度对墙体的抗剪承载力影响并不大。介绍了四种国内外组合墙体抗剪承载力公式的理论推导方法,分别为国外的能量法和有效条带法,国内的整体分析法和剪力流分析法,对其进行了验证研究。结果表明:将有效条带法推导出的组合墙体抗剪承载力公式的计算结果与试验和有限元模拟结果进行对比分析,吻合较好。采用整体分析法以及剪力流分析法计算这种新型板材覆面组合墙体的抗剪承载力的修正系数,γ_1取值为1.43,γ_2取值为1.29。
【图文】：

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图 1.1 冷弯薄壁型钢组合墙体构造简图图 1.2 新型板材组合墙体示意图1.2 冷弯薄壁型钢结构住宅体系的优势与传统的钢筋混凝土结构和砌体结构相比，冷弯薄壁型钢结构住宅（见图 1.3）具有以下独特优点[15-19]：（1）自重轻，整体结构自重为砖混结构的 1/5~l/4，因此地基及基础的处理就简单，一般的基础采用钢筋混凝土条形基础(只需要构造配筋)。对地基承载力要求一般在80~100k N/m2。可大幅减少基础造价，综合造价与传统结构基本持平。（2）延性好、塑性变形能力强等优点，由于墙架柱与墙面板组成的“板肋体系”整体性能好，使结构具有很强的抗震能力和抵抗水平荷载的能力，能够适用于多震地区以及沿海地区的建造。（3）工业化程度高，施工速度快，施工周期约为传统结构的 1/4~1/3，可快速回收本金，提高本金的利用率；由于所有部件均采用自攻螺钉连接，所以不受天气影响，且无砼的湿作业以及现场的焊接作业，更方便于控制施工进度与质量。

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长安大学硕士学位论文2图 1.1 冷弯薄壁型钢组合墙体构造简图图 1.2 新型板材组合墙体示意图1.2 冷弯薄壁型钢结构住宅体系的优势与传统的钢筋混凝土结构和砌体结构相比，冷弯薄壁型钢结构住宅（见图 1.3）具有以下独特优点[15-19]：（1）自重轻，整体结构自重为砖混结构的 1/5~l/4，因此地基及基础的处理就简单，一般的基础采用钢筋混凝土条形基础(只需要构造配筋)。对地基承载力要求一般在80~100k N/m2。可大幅减少基础造价，综合造价与传统结构基本持平。（2）延性好、塑性变形能力强等优点，由于墙架柱与墙面板组成的“板肋体系”整体性能好，，使结构具有很强的抗震能力和抵抗水平荷载的能力，能够适用于多震地区以及沿海地区的建造。（3）工业化程度高，施工速度快，施工周期约为传统结构的 1/4~1/3，可快速回收本金，提高本金的利用率；由于所有部件均采用自攻螺钉连接，所以不受天气影响，且无砼的湿作业以及现场的焊接作业，更方便于控制施工进度与质量。（4）冷弯薄壁型钢构件大都是绿色可回收或易降解材料
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU398.9

【参考文献】