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。     

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。     

冷弯薄壁型钢与覆面钢板自攻螺钉连接性能试验研究

作为冷弯薄壁型钢龙骨体系结构的主要抗侧力单元,龙骨式复合墙体的承载力性能与覆面板和龙骨骨架间自攻螺钉连接的性能关系密切。进行了冷弯薄壁型钢龙骨与覆面钢板自攻螺钉连接性能的试验研究,主要考察了螺钉端距以及螺钉垫圈等因素对其承载力性能的影响。通过对试验结果的分析比较,得到了钢龙骨与覆面钢板自攻螺钉抗剪性能的主要指标以及影响因素,为龙骨式复合墙体的抗剪性能数值模拟研究提供了基本参数。     

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。     

自攻螺钉抗剪连接性能试验方法综述

随着壁厚小于2mm的高强冷弯超薄壁型钢构件已在国内开始应用,冷弯薄壁型钢自攻螺钉连接的受力性能的研究逐渐受到关注。但不同的测试方法对自攻螺钉的连接受力性能有所影响。故文中对近年来自攻螺钉连接节点的试验研究方法进行分析和总结,指出了各种试验方法的优缺点,并针对冷弯薄壁型钢自攻螺钉连接不同试验方法提出建议。     

冷弯薄壁型钢组合墙体抗剪性能的有限元模拟

对单调加载作用下冷弯薄壁型钢组合墙体进行了非线性有限元分析,考虑了材料非线性、几何非线性的影响,采用三个方向一维非线性弹簧单元模拟自攻螺钉连接,通过与试验数据对比,验证了有限元方法的正确性。     

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。     

冷弯薄壁型钢开洞组合墙体抗剪性能研究

对4片足尺冷弯薄壁型钢组合墙体的抗剪性能进行了水平加载试验.通过建立考虑材料和几何非线性影响的有限元模型对试验试件的抗剪性能进行数值模拟.采用有限元方法对开有不同尺寸洞口的组合墙体的抗剪性能进行数值分析,提出了开洞组合墙体抗剪承载力的建议计算方法.结果表明:开洞组合墙体的破坏主要发生在洞口处;开有门、窗洞口的试件在墙面板角部出现45.方向的压溃和撕裂现象;当构造相同时,开洞组合墙体的抗剪承载力和抗侧刚度均随开洞率的增大而逐渐降低;提出的开洞组合墙体抗剪承载力的建议计算方法计算结果与ANSYS计算结果吻合较好,可供实际工程设计参考.     

冷弯薄壁型钢—稻草板开洞组合墙体抗剪性能研究

考虑到实际工程建设中,为满足房屋的使用功能,需要在墙体的合适位置开门窗洞口,以开洞组合墙体为研究对象,介绍冷弯薄壁型钢开洞组合墙体的国内外研究现状,汇总不同学者对开洞组合墙体抗剪性能的研究,总结薄壁型钢开洞组合墙体抗剪性能的主要影响因素。     

自攻螺钉连接承载力研究现状

随着2mm以下冷弯超薄壁型钢结构在国内外的快速发展,自攻螺钉作为这类结构最主要的连接方式,其连接性能的研究日益受到重视.文中简述了自攻螺钉受力机理及几种抗剪破坏模式,介绍了美国、澳洲、英国及中国规范对自攻螺钉连接的承载力设计方法,就国内外对自攻螺钉连接的研究现状作了综述和分析,最后指出了目前尚存在的问题及需要进一步研究的工作.     

冷弯薄壁型钢组合墙体循环荷载下抗剪性能试验研究

为考察冷弯薄壁型钢组合墙体在循环荷载下的抗剪性能,进行10片足尺墙体试件水平低周反复加载试验,得到不同构造墙体的屈服荷载、最大荷载、破坏荷载、耗能系数和延性系数等性能指标。试验结果表明:组合墙体的耗能能力较好;墙体的抗剪承载力主要来源于墙板的蒙皮作用;斜撑对提高单柱墙体抗剪承载力起一定作用,但对双柱墙体的作用很小;当忽略墙体开洞部分的抗剪承载力后,单位长度开洞墙体的抗剪承载力比普通墙体稍高,表明墙体开洞部分承担了一定剪力;双柱墙体比单柱墙体的抗剪承载力显著提高;试验过程中各试件立柱的应变反应普遍较大、横撑次之、斜撑最小;墙板在接缝处相对滑移较大,实际工程中应尽量减少墙板接缝,避免横向通缝。给出墙体的抗剪刚度及承载力设计值供设计使用,并对三层冷弯薄壁型钢房屋振动台试件进行抗震设计评估,结果表明,该房屋满足抗震要求。     

冷弯薄壁型钢龙骨式复合墙体抗剪性能研究综述

通过对冷弯薄壁型钢龙骨式复合墙体抗剪性能研究进行了全面阐述，介绍了自上世纪70年代以来，国内外进行的试验及理论研究，总结了龙骨式复合墙体抗剪性能的影响因素，并对复合墙体研究领域有待进一步开展的问题提出了建议。     

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.     

冷弯薄壁型钢螺钉连接抗拔性能试验研究

为了研究钢板的材料强度、厚度以及螺钉外直径、内直径、螺纹间距、钻头处直径对冷弯薄壁型钢螺钉连接的拔出破坏模式和抗拔承载力的影响,选取板厚为0.8、1.0、1.2mm的LQ550及板厚为0.8、1.5、2.0mm的S350冷弯型钢,采用不同螺钉参数,进行了287个试件的拔出试验。结果表明：1.0mm及以上厚度板件主要发生螺纹剪切破坏,随着板厚增加,螺纹剪切破坏越明显;0.8mm厚超薄板件主要发生钉孔挤压破坏,且螺钉直径越大、板材强度越低,钉孔挤压变形越显著。螺纹间距对抗拔承载力影响较小,抗拔承载力随着螺钉外直径增加而增大,内直径增大而减小,且二者对超薄板件的影响更大。对于自钻自攻螺钉应采用内直径与钻头处直径的较大值计算抗拔承载力,螺钉钻头处直径越小承载力越大。我国GB 50018—2002《冷弯薄壁型钢结构技术规范》中抗拔承载力计算公式对于螺钉连接LQ550高强钢板偏于不安全,尤其对于0.8mm厚的超薄板件。最后,提出考虑钢板材料强度、厚度以及螺钉外直径、内直径、螺纹间距、钻头处直径的设计承载力计算式,其具有较好的适用性和可靠性。     

冷弯薄壁型钢结构住宅组合墙体受剪性能研究

本文采用有限单元法对冷弯薄壁型钢住宅组合墙体的受剪性能进行了分析。在建立有限元模型时,采用了塑性壳单元,考虑了材料非线性和几何非线性影响,自攻螺钉连接采用耦合模型。通过对已有的单面石膏板、单面定向刨花板(OSB板)、一面石膏板另一面定向刨花板(OSB板)三类组合墙体受剪试验结果的分析,验证了本文有限元方法的正确性。采用有限元方法分析了不同墙面板材料、不同钢种、不同墙架柱间距、不同墙体高度、不同螺钉间距等参数对组合墙体承载力的影响,参数分析表明:组合墙体的墙面板材料特性对组合墙体的受剪承载力影响较大,钢材强度对组合墙体的受剪承载力影响较小;随着墙架柱间距缩小、墙体高度减小、边缘自攻螺钉间距加密,组合墙体的受剪承载力明显增加。     

聚氨酯夹芯钢板冷弯薄壁型钢复合墙体抗剪试验研究简

本文对聚氨酯夹芯钢板和石膏板覆盖的冷弯薄壁型铜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。     

自攻螺钉连接冷弯薄壁C型钢梁柱节点试验及分析

为了正确地计算轻型冷弯薄壁C型钢龙骨结构体系的实际受力状态，应在其框架的分析和设计中考虑真实连接的非线性影响。本文通过自攻螺钉连接的冷弯薄壁C型钢梁柱节点试验，对连接节点的刚度即连接的M-θ曲线的进行了测试。文中详细介绍了试验过程、实验现象以及对试验数据的处理。最后，在采用非线性回归分析的基础上，拟合出一个M-θ关系的数学模型，供以后的分析和设计参考。     

冷弯薄壁型钢C形梁受剪性能分析

为研究冷弯薄壁型钢C形梁的受剪性能,在已有试验基础上,采用ABAQUS有限元分析软件建立非线性数值模型,对比试验与有限元结果的受剪承载力、试件破坏特征、荷载 跨中挠度曲线等;进而探讨了C形梁剪跨比、腹板高厚比、腹板厚度以及钢材强度等因素对冷弯薄壁型钢C形梁受剪性能的影响。结果表明:剪跨比是影响冷弯薄壁型钢C形梁破坏特征的主要因素,当剪跨比在0.5~1.1之间时,C形梁处于纯剪切受力状态,此时破坏模式为剪切屈服;当剪跨比在1.1~2之间时,C形梁处于弯剪受力状态,此时破坏模式为弯剪破坏;随剪跨比的增加,冷弯薄壁型钢C形梁的受剪承载力及刚度均减小;当腹板高厚比在50~150之间时,冷弯薄壁型钢C形梁的受剪承载力及刚度随腹板高厚比增加而增大,跨中挠度减小;随着腹板厚度的增加,冷弯薄壁型钢C形梁受剪承载力及刚度明显提高;增加钢材强度可显著提高冷弯薄壁型钢C形梁受剪承载力,但对冷弯薄壁型钢C形梁的刚度影响较小。     

冷弯薄壁型钢承重组合墙体抗剪性能的试验

冷弯薄壁型钢组合墙体在国内外多层钢结构住宅体系中已有较多应用。当用作双层墙体时,其上、下层墙段的连接处往往成为抗剪破坏薄弱部位。在考虑不同轴压力、不同墙体截面高度及不同锚栓等因素的前提下设计了9片墙体,对其进行低周往复加载的抗剪性能试验。结果表明:1)按JGJ/T 421—2018《冷弯薄壁型钢多层住宅技术规程》的要求设计的墙体,抗拔件螺钉承受拉剪作用,轴压的存在加速了螺钉的失效,导致承载力快速降低;2)墙体截面高度及轴压力对墙体承载性能影响很大,设计时应严格限制墙体轴压力;3)墙体经历了多个部件的渐次损伤,承载力及刚度退化较为缓慢,破坏是累积损伤的结果;4)双螺帽锚栓的墙体加载初期抗拔件上螺钉承受剪力作用,加载到大位移阶段,锚栓倾斜,螺钉改为承受拉剪作用,螺钉失效导致锚栓快速破坏,二阶效应使得下层墙体易发生层间破坏;5)在楼层连接处增设桁架加强部件后,抗拔件上螺钉仅承受剪力作用,使得墙体抗破坏能力明显提高,能明显改善墙体承载性能。