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高强冷弯薄壁型钢立柱单面覆板组合墙体抗剪性能试验研究

凌利改  
【摘要】: 本文研究目前正被推广的冷弯薄壁型钢结构低层住宅体系墙体的抗剪性能。论文包括两大部分:墙体抗剪的试验研究和非线性有限元分析。 本文试验部分对单面带肋钢板和单面石膏板组合墙体的抗剪承载力进行了1:1的足尺试验,试件的高宽是3m×2.4m,试件的立柱间距是600mm,面板分别是0.42mm的带肋钢板和12mm的纸面石膏板,对试件进行三种加载方式,分别是单调加载、低周反复加载和有竖向荷载作用下的低周反复加载,以测试其对墙体抗剪承载力的影响。试验结果表明:墙面板材料特性对墙体的抗剪承载力较大:相同尺寸、构造的墙体的抗剪试件,单调作用下的墙体的抗剪承载力比低周反复加载作用下高21.9%~26.8%,有竖向荷载作用下的低周反复加载对于小截面墙体的抗剪承载力有提高,而对大截面的降低;加载方式相同下,相同构造的墙体大截面比小截面承载力提高较大。 有限元部分主要模拟单调荷载作用下的墙体试件,通过对同时考虑的材料非线性和几何非线性。有限元的现象和试件试验现象吻合较好,将有限元分析的数据处理后,有限元分析的抗剪承载力和试验值之间的误差在3.5%以内,两者结果吻合较好,且偏于安全,本文有限元方法建模是正确和可行的。继而对墙体进行了参数分析,结果表明:墙体的横向钢带拉条对墙体抗剪承载力影响不大;随着墙体立柱间距加密,墙体高宽比减小(高度不变),钢板肋高加大时,墙体的抗剪承载力增大。 通过试验和有限元分析的论证,笔者认为:该墙体可以满足工程的实际应用。最后,在总结本文工作的基础上,提出了本课题尚需解决的问题。


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