冷弯型钢组合墙体抗剪承载力简化计算方法研究

对组合墙体抵抗水平剪力的受力机理进行了分析研究,在借鉴传统木结构房屋组合墙体抗剪承载力设计方法的基础上,分别用整体分析方法和剪力流分析方法对组合墙体上自攻螺钉受力进行分析,推导了单个自攻螺钉抗剪承载力与组合墙体抗剪承载力之间的关系,提出了冷弯型钢组合墙体的抗剪承载力计算公式及建议.并将本文公式计算结果与试验结果进行比较分析.结果表明:两种简化分析方法的计算结果均小于由组合墙体抗剪试验结果反算得到的抗剪承载力设计值,简化公式计算结果偏于安全,且剪力流分析方法较整体分析方法更为简便.本文提出的冷弯型钢组合墙体抗剪承载力计算公式,计算结果安全合理,计算过程简单实用,可供实际工程设计参考.     

冷弯型钢组合墙体抗侧刚度研究

对组合墙体抵抗水平剪力的变形特征进行了分析研究。首先将组合墙体的墙面板简化成斜向拉杆,采用等代拉杆法提出了组合墙体在弹性阶段的抗侧刚度计算公式及建议;其次通过对已有的单面石膏板、单面定向刨花板(OSB板)、一面石膏板另一面OSB板三类组合墙体抗剪试验结果的比较分析,验证了组合墙体抗侧刚度简化计算公式的正确性;最后在推导出的组合墙体抗侧刚度计算公式的基础上,分析了组合墙体高宽比、自攻螺钉间距以及墙面板厚度对组合墙体抗侧刚度的影响。研究结果表明:随着组合墙体高宽比的减小、边缘自攻螺钉加密、墙面板厚度的增加,组合墙体的抗侧刚度明显增加;组合墙体抗侧刚度计算公式计算结果安全合理,计算过程简单实用,可供实际工程设计参考。     

冷弯薄壁C型钢-竹胶板组合墙体抗震性能试验

目的研究钢一竹组合墙体受力性能、破坏机理、抗震性能指标以及其承载力计算模型．方法组合墙体的骨架芯板为4根冷弯薄壁型钢,型钢翼缘用结构胶粘剂粘贴竹帘胶合板作为覆面板并用自攻螺钉固定,以竹胶板厚度、钢板厚度、c型钢翼缘、腹板尺寸等为参数,对6块组合墙体进行拟静力试验,观察各级荷载作用下型钢与竹胶板应变变化趋势,并依据弹性阶段组合墙体呈现的应力一应变关系及力的平衡关系等条件建立组合墙体承载力计算模型,并将其计算结果与试验结果进行对比分析．结果竹材覆面板的厚度对墙体刚度和承载能力影响不大,而芯部冷弯薄壁c型钢的厚度和截面参数对墙体承载力指标和抗震性能指标影响显著,组合墙体滞回曲线饱满,延性发展系数为1．33～1．54,承载能力试验值与计算值误差在10％左右．结论组合墙体组合效应突出,具有良好的延性和耗能能力,承载能力计算模型可靠．     

自攻螺钉连接抗剪承载力的有限元建模方法

随着轻钢龙骨体系及彩钢板的广泛使用,自攻螺钉连接受力性能也越来越被人们重视.目前国内有关自攻螺钉连接受力性能的研究主要集中在试验和有限元分析两方面,其中有限元的建模方法各有不同.采用ANSYS有限元软件建立了自攻螺钉抗剪连接的7种简化计算模型,对各种简化模型所得连接的极限承载力、破坏形式及建模特点进行了比较,得到了自攻螺钉连接合适的有限元建模方法,为自攻螺钉抗剪承载力的理论研究提供有益的参考.     

自攻螺钉与拉铆钉混合连接受剪承载性能试验研究

为改善自攻螺钉连接的构件在地震作用下易发生拉脱导致结构严重破坏的缺点,提升冷弯薄壁型钢组合墙体抗破坏能力,本文分析了组合墙体层间连接处的传力机理,针对自攻螺钉的破坏模式,提出了拉铆钉与自攻螺钉混合连接。为研究混合连接的抗剪性能,共进行了48组连接接头抗剪性能试验,包含冷弯薄壁型钢结构常用的5种连接板厚度,板厚比变化范围1.0~2.0,连接方式包含纯自攻螺钉连接、纯拉铆钉连接及混合连接。观察混合连接的破坏模式,自攻螺钉未发现拉脱破坏,其破坏模式主要表现为板承压破坏与螺钉倾斜组合破坏、铆钉剪断破坏及板承压与铆钉部分剪断组合破坏三种;相较单一连接方式,混合连接荷载-位移曲线表现出更长的塑性阶段;当板厚比大于1.5,且组合板厚小于3 mm,混合连接的承载力及延性较单一连接增长明显;利用现有计算方法对混合连接的承载力进行累加计算,与试验结果进行对比,其计算结果偏保守。结果表明：混合连接能较好地弥补拉铆钉和自攻螺钉受剪过程中的缺陷,有效改善自攻螺钉拉脱破坏,从而提升连接的承载力及延性;板厚和板厚比是影响混合连接破坏模式及承载力的重要因素,与单一连接相比,板厚比越大,承载力提升越大;排布方式对混合连接的力学性能及破坏机理影响有限;在本文试验工况下,结合混合连接的破坏模式,在现有计算方法的基础上,提出改善后的计算方法,其计算结果更合理。     

开门洞的冷弯薄壁型钢立柱组合墙体抗剪性能研究

采用ANSYS有限元软件对无开洞、开门洞的冷弯薄壁型钢立柱组合墙体的抗剪性能进行了分析。在建立有限元模型时,选用塑性壳单元,考虑到材料非线性和几何非线性的影响,采用耦合模拟自攻螺钉连接。通过与试验数据对比,先验证有限元方法的正确性,然后采用此方法分析了开门洞的组合墙体和无开洞组合墙体抗剪性能。结果表明,在无开洞时墙体呈脆性破坏,而有门洞时则呈延性破坏;开门洞组合墙体抗剪承载力和初始剪切模量随门洞宽度增大而显著降低,随门洞高度增大则减小幅度较少。     

冷弯薄壁型钢-OSB板楼盖的试验研究

为研究冷弯薄壁型钢-OSB板组合楼盖的承载力和延性性能,对其进行了足尺静力试验,得出了受力性能的一般规律．试验结果表明,用自攻螺钉连接的卷边C型钢和OSB板能够共同工作,并具有较高的承载力和较好的廷性性能,能够满足多层轻钢住宅的楼面承载力要求．     

速成墙板的宏观计算模型

为掌握混凝土灌芯纤维石膏板(速成墙板)的受力特性,结合该墙板材料的具体特性,在已有的微观及宏观计算模型的基础上,基于纤维模型概念,建立了用于研究速成墙板等组合墙体的非线性分析的宏观纤维计算模型,即每个墙体单元由宏观纤维子单元和宏观剪切子单元组成,分别抵抗轴力和弯矩及剪力。推导了模型的单元刚度矩阵和各杆件的刚度。运用计算模型对4块满灌混凝土石膏板进行了推覆分析,并与试验结果进行了比较,表明该模型具有较好的精度,且计算简单。     

FRP管高强混凝土轴压力学性能研究

目的研究FRP管高强混凝土轴压柱的受力性能,以利于实际工程的设计．方法通过4根FRP管高强混凝土组合柱轴压试验,探讨组合柱的破坏特征及受力特点,研究FRP管纤维缠绕角度、FRP管厚度等参数对组合柱受力性能的影响．基于叠加法,分析混凝土和FRP管对承载力的贡献．结果组合柱承载力随着FRP管壁纤维缠绕角度的减小而增加,随着FRP管壁厚度增加而增加,采用叠加法研究并推导出了一组更为合理的FRP管高强混凝土组合柱轴心受压承载力计算公式．结论理论计算结果与试验结果吻合良好．     

高强砖组合墙体抗侧力研究

对3批22片组合墙体在不同试验参数和试验条件下的试验结果进行了比较与分析，并对这种墙体的抗侧承载力进行了讨论；对影响组合墙体抗侧承载力的因素如高宽比、竖向压应力、纵向与水平钢筋的配筋率以及混凝土率等因素进行分析，指出其各自不同的作用机理和对抗侧承载力的贡献程度；对组合墙的正截面和斜截面的受力状况进行分析，给出了不同情况下正截面和斜截面抗侧承载力的计算公式，为该类房屋的设计提供了依据；对国内大量试验研究的数据进行了回归拟合．研究结果表明，组合墙体是一种具有良好变形性能的结构形式．     

冷弯薄壁型钢组合墙体抗侧刚度研究综述

本文对冷弯薄壁型钢组合墙体抗侧刚度性能的研究进行了较全面的综述.介绍了冷弯薄壁型钢组合墙体的构造和传力特点,总结了国内外对冷弯薄壁型钢组合墙体抗侧刚度性能的试验、理论研究成果,同时还介绍了冷弯薄壁型钢组合墙体抗侧刚度的计算方法,最后对冷弯薄壁型钢组合墙体抗侧刚度性能尚待研究的问题进行了归纳.     

半刚性节点钢框架-十字加劲钢板剪力墙结构的数值分析

为了研究半刚性节点钢框架-加劲钢板剪力墙结构体系的抗震性能和传力机理,模拟实际框剪结构的底部两层,对一榀单跨两层1/3缩尺半刚性节点钢框架-十字加劲钢板剪力墙结构进行了抗震拟静力试验研究,在试验模型的基础上,建立了非线性有限元模型,并验证了模型的有效性.考虑影响结构抗震性能的4个主要因素:节点刚度、剪力墙厚度、框架柱的刚度、肋板刚度比,进行了4个系列16个有限元模型的变参数分析.结果表明:降低节点刚度有利于提高结构的延性和耗能能力;增加柱的刚度和肋板厚度可提高结构的初始刚度、承载力和延性性能;增加内填墙板的厚度,将降低试件的延性性能;内填墙板在加载初期非常有效,承担70%～85%的水平剪力,研究为该种结构体系的工程应用和理论分析提供依据.     

冷弯薄壁型钢组合墙体抗震性能研究

本文考虑了组合墙体骨架立柱C型钢截面大小、组合墙体开洞以及墙架角部焊接钢板等研究内容,在内蒙古科技大学土木实验室设计了5个1∶2的组合墙体试件,对这些试件进行地震力的模拟,将采集到的数据通过对比分析得到:组合墙体骨架截面尺寸对组合墙体的抗震承载能力的影响比较小,墙体开洞使墙的水平抗剪承载力有所下降,角部焊接钢板使墙体的刚度有所提高,屈服强度提高7.2%,最大荷载提高4.5%,极限荷载提高4.7%,组合墙体墙板采用兼墙板其承载能力要比采用石膏板的墙体提高一倍左右.     

竖向荷载作用下短肢剪力墙结构承载能力试验研究

短肢剪力墙结构是现今运用较普遍的抗侧力结构,为了研究这种抗侧力能力较好的结构在竖向荷载作用下的承载能力,以一个实际的短肢剪力墙工程结构为背景,选取靠近顶层附近的三层结构进行简化,结合结构模型试验的相似性原理,按照1:4的缩尺比例制作了一个三层两跨短肢剪力墙结构试验模型。通过在试验模型第二层楼板施加竖向均布荷载的试验表明,短肢剪力墙结构具有良好的承载性能,竖向荷载作用下墙肢整体受弯,连梁端部和墙板连接处为短肢剪力墙结构的薄弱区。结合试验结果阐述了短肢剪力墙中L型和T型截面在压弯复合作用下受力性能和破坏机理。     

密肋复合墙板恢复力模型研究

为了研究密肋复合墙板的恢复力模型特性,对9块模型墙板进行了周期反复荷载作用下受力性能的研究,介绍了墙板的破坏过程及滞回曲线的特点,根据骨架曲线以及刚度退化的分析,并利用反向加载时曲线指向最大值的规律,建立了复合墙的四线形恢复力模型,通过试验拟合及理论分析提出了骨架曲线中各特征参数点的计算方法,试验值与计算值吻合较好,说明该恢复力模型能够反应密肋复合曲线墙开裂-屈服-破坏的全过程,为密肋复合墙体结构进行弹塑性时程分析提供了依据.     

七层轻钢复合墙体结构体系整体变形分析

结构为七层复合结构住宅,复合墙体由薄壁方钢管和砌块组成,楼板采用轻骨料混凝土冷弯型钢组合板.本文采用有限单元法对七层复合墙体结构住宅在静力荷载作用和风荷载作用下整体结构变形进行分析,为将来的实际工程应用提供理论依据.     

核岛结构双钢板混凝土组合剪力墙低周往复试验研究

为了解决核岛结构中屏蔽厂房的剪力墙在地震作用下的安全性能问题,对9个1颐5缩尺试件进行了低周往复拟静力试验。通过试验研究了双钢板混凝土组合剪力墙试件的刚度变化、破坏模式和耗能能力等特性,分析了钢板厚度、栓钉间距、竖向荷载以及加劲肋设置等因素对组合剪力墙抗震性能的影响。结果表明：双钢板混凝土组合剪力墙有很好的延性和耗能能力;钢板厚度、竖向荷载和加劲肋的设置都对剪力墙的抗震性能有很大的影响,而栓钉间距对其影响不大。在试验的基础上对部分试件进行了有限元数值分析,通过与试验结果的比较发现两者的结果能够较好吻合。最后,对本试验研究成果和核岛结构双钢板混凝土剪力墙已有研究成果进行了对比分析,并对以后的试验设计提出了改进的方向。     

钢板-砖砌体组合墙梁的试验研究与分析

钢板砖砌体组合结构在既有砖混房屋中进行大空间改造时,组合托梁上部的墙体存在拱效应,使得托梁与上部墙体之间共同工作。为了研究此类组合墙梁的工作机理、破坏形态、承载力、控制截面的应变分布以及变形,对5根钢板砖砌体组合墙梁进行了集中荷载作用下的试验研究与分析,并考虑了上部墙体高跨比、组合托梁高跨比和钢板厚度的参数影响。主要的研究结果表明钢板砖砌体组合墙梁的破坏始于加载点与支座连线部分的砌体;钢板沿截面高度的应变分布符合平截面假定;上部墙体的高跨比直接影响墙体的破坏形态、钢板发生空鼓时的荷载和构件的极限荷载;合理的墙体高度有利于组合作用的形成,并且过高的墙体反而会降低极限荷载。最后给出了上部墙体高跨比的合理取值范围,同时建议钢板砖砌体组合托梁的抗弯刚度相对上部墙体平面内刚度的系数应至少大于79。