双片OSB覆面冷弯薄壁型钢墙体滞回性能研究

为了研究墙体构造对双片OSB覆面冷弯薄壁型钢墙体滞回性能的影响,进行了单调和低周反复荷载下6个冷弯薄壁型钢墙体的试验研究,分析了边梁、石膏板及副龙骨等参数对墙体抗剪承载力、滞回性能及延性的影响,试验结果表明：边梁的存在使墙体承载力提高了12%左右;内侧添加石膏板使组合墙的初始刚度提高了20%左右,但对延性比和极限承载力对应位移影响较小,说明试件荷载-位移曲线下降段的力学性能主要是依靠更强的OSB和冷弯型钢框架的连接;减小副龙骨的厚度和强度会降低组合墙的承载力、初始刚度及极限承载力对应位移。试件破坏集中在组合墙边立柱下部的1/3处、底部导轨及垂直板缝处,未见副龙骨局部屈曲破坏;试件破坏模式为螺钉左右倾斜并拔出OSB,组合墙角部出现螺钉剪断及OSB被撕裂。试件滞回曲线呈“捏缩”状,荷载-位移曲线下降段的承载力衰减和刚度退化明显,且耗能较低。     

冷弯薄壁型钢梁-OSB板组合楼盖的抗弯刚度研究

通过对2块足尺冷弯薄壁型钢梁 定向刨花板(OSB板)组合楼盖的受弯承载力进行单调静载试验,分析了连接OSB板与冷弯薄壁型钢梁之间的螺钉间距对组合楼盖抗弯刚度的影响。采用拟正交异性板法计算了组合楼盖的抗弯刚度,在此基础上分析OSB板厚度、楼盖梁间距和截面尺寸等因素对组合楼盖抗弯刚度的影响,提出了常用冷弯薄壁型钢梁-OSB板组合楼盖的等效抗弯刚度计算方法。结果表明:试件的破坏模式主要表现为楼盖梁发生弯扭屈曲的同时,受压区翼缘、卷边及腹板出现相关屈曲破坏,屈曲波长为相邻螺钉间距;OSB板没有明显破坏;螺钉间距对组合楼盖的弹性抗弯刚度影响微小;在弹塑性阶段,随着螺钉间距的增大,组合楼盖的刚度退化明显增大。     

冷弯薄壁型钢与结构用OSB板自攻螺钉连接性能试验研究

龙骨式复合墙体是冷弯薄壁型钢龙骨体系结构的主要抗侧力构件,其抗震性能与覆面板和龙骨骨架间自攻螺钉连接的性能密切相关。通过对受单调和低周往复受剪荷载的冷弯薄壁型钢龙骨与结构用OSB板自攻螺钉连接受力性能的试验研究,分析了加载速率、面板布置方向、螺钉端距以及龙骨壁厚等因素对其抗震性能的影响。研究结果表明:试验加载速率和OSB板布置方向对其受剪性能均无明显影响;随着螺钉端距在试验钉距范围内增大,荷载及变形能力均有大幅提高;随着龙骨壁厚由0.8 mm增大至1.0 mm,峰值荷载提高了约10%,而变形能力则无明显变化规律。最后,在试验结果基础上,采用改进的"Foschi"指数型骨架曲线和定点指向型滞回规则建立了钢龙骨与结构用OSB板自攻螺钉连接的恢复力模型,为龙骨式复合墙体及房屋整体的抗震性能数值模拟研究提供了基本参数。     

冷弯薄壁型钢单颗自攻螺钉抗剪连接性能研究

为研究中国规范《冷弯薄壁型钢结构技术规范》（GB 50018—2002）计算壁厚2 mm以下钢板自攻螺钉连接抗剪承载力的适用性和钢板 非钢板单颗自攻螺钉连接抗剪承载力设计方法,对钢板 钢板、钢板 石膏板以及钢板 定向刨花板（OSB板）连接件共计34个试件进行了试验研究,分析了板材类型、螺钉端距等因素对连接件抗剪承载力的影响,并将中国规范、英国规范和北美AISI S100 12规范计算结果与试验结果进行对比分析,最后提出钢板 非钢板单颗自攻螺钉连接抗剪承载力设计方法。研究结果表明:钢板 OSB板、钢板 石膏板连接件破坏模式为OSB板与石膏板发生承压破坏,且具有明显的方向性;随螺钉端距的增大,试件抗剪承载力有所提高;中国规范GB 50018—2002适用于壁厚2 mm以下冷弯薄壁型钢板自攻螺钉连接抗剪承载力的设计计算,且偏于安全。     

带内置拉条的冷弯薄壁型钢和秸秆板组合墙体抗侧力性能研究

以秸秆板作为冷弯薄壁型钢组合墙体的结构板,可提高轻钢建筑的生态性和宜居性。冷弯薄壁型钢组合墙体的抗侧力性能和造价严重依赖结构板,因此,需要研究秸秆板对该类组合墙体的抗侧力性能影响。针对冷弯薄壁型钢组合墙体现有支撑形式的弱点,提出一种内置交叉拉条秸秆板覆面的冷弯薄壁型钢组合墙体技术方案,通过低周往复加载试验与数值分析研究秸秆板和内置拉条对组合墙体抗侧力性能的贡献。研究结果表明,单面秸秆板+内置拉条的墙体抗侧峰值承载力为双面秸秆板墙体性能的71.2%,且该类墙体的抗侧刚度和峰值承载力依次为：双面秸秆板+内置拉条>双面秸秆板>单面秸秆板+内置拉条>单面秸秆板>仅设内置拉条。     

冷弯薄壁型钢组合墙体抗剪性能试验研究

对7块3m×2.4m(高×宽)冷弯薄壁型钢组合墙体足尺试件进行水平单调和低周反复加载试验,研究了墙面板材料、加载方式以及墙体开洞口等因素对冷弯薄壁型钢组合墙体抗剪性能的影响,得到了各类组合墙体的破坏特征、承载能力、刚度、延性以及耗能系数等。试验结果表明:墙面板材料性能对冷弯薄壁型钢组合墙体的抗剪承载力影响较大,单面硅酸钙板(CSB板)组合墙体的抗剪承载力约为单面定向刨花板(OSB板)组合墙体的1.3倍,但延性不及单面OSB板组合墙体;加载方式对组合墙体的抗剪承载力影响明显,单调加载组合墙体的抗剪承载力比低周反复加载组合墙体的高约13%;墙体开洞大小影响组合墙体的抗剪承载力,当构造相同时,墙体开洞率越大,墙体抗剪承载力越小。     

冷弯薄壁型钢框架剪力墙自攻螺钉节点的试验研究

通过两组OSB板与冷弯薄壁型钢的自攻螺钉连接性能单向拉伸试验,得到了两个方向自攻螺钉的荷载-位移曲线以及各自的平均曲线,并应用数值方法拟合出2条多项式曲线,为冷弯薄壁型钢组合框架剪力墙的有限元分析提供了必要的基础数据.     

混凝土组合板与冷弯薄壁型钢螺钉连接抗剪性能试验研究

通过对混凝土组合板与冷弯薄壁型钢构件采用自攻螺钉连接抗剪模型进行单调加载试验,分析了螺钉连接模型界面抗剪破坏模式、螺钉抗剪承载力以及混凝土组合板内置或不内置抗剪件对组合板粘结性能的影响。采用规范理论公式计算了单个螺钉抗剪承载力,理论计算结果与试验结果吻合较好。破坏模式表现为:螺钉抗剪破坏、混凝土与压型钢板粘结破坏、压型钢板承压或失稳破坏。混凝土与压型钢板粘结开裂前,内置抗剪件能够提高连接抗剪刚度,减小滑移;内置抗剪件的螺钉抗剪承载力比不内置抗剪件的偏低。建议混凝土和压型钢板之间内置冷弯薄壁型钢抗剪件;当混凝土与压型钢板间考虑或不考虑组合效应时,螺钉连接抗剪承载力应采用不同理论计算方法。     

冷弯薄壁型钢组合楼盖和自攻螺钉连接的抗剪性能试验研究

对3个足尺冷弯薄壁型钢楼盖试件的面内受力性能进行了水平低周往复加载试验研究,得到其破坏特征、承载力指标以及自攻螺钉连接的破坏模式,试验结果表明C形边梁与压型钢板间的自攻螺钉连接破坏导致了楼盖试件破坏。基于楼盖试件面内破坏现象,对C形楼盖梁与U形边梁间、C形楼盖梁与压型钢板间两种自攻螺钉连接形式进行了抗剪性能试验研究,得到自攻螺钉连接的破坏形态和单颗自攻螺钉的抗剪承载力,分析了中国规范GB 50018-2002对于计算单颗自攻螺钉抗剪承载力的适用性。采用基于性能的抗震设计理论对冷弯薄壁型钢楼盖中自攻螺钉连接的性能水平、性能目标以及承载力指标进行了探讨,其结果可用于指导冷弯薄壁型钢结构体系的抗震设计。     

聚氨酯夹芯钢板冷弯薄壁型钢复合墙体抗剪试验研究

本文对聚氨酯夹芯钢板和石膏板覆盖的冷弯薄壁型钢墙体进行了单调加载抗剪试验,得到了墙体的抗剪承载力和抗剪刚度,并和《低层冷弯薄壁型钢房屋建筑技术规程》中定向刨花板(OSB)板的相应数值进行了对比。