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低层冷弯薄壁型钢结构住宅组合墙体抗剪承载力研究

石宇  
【摘要】:本文在查阅大量文献的基础上,采用试验和非线性有限元分析两种方法,对低层冷弯薄壁型钢结构住宅组合墙体的抗剪承载力进行了研究。 文中对水平方向单调和低周反复两种加载方式下的单面石膏板、单面定向刨花板(OSB板)、一侧石膏板一侧OSB板(石膏板+OSB板)三类组合墙体的抗剪承载力进行了足尺试件研究,详细介绍了试验装置、实验方法、试件的破坏过程以及对试验数据的分析处理。试验结果表明:墙面板材料特性对墙体的抗剪承载力影响较大;单调加载作用下的墙体抗剪承载力比低周反复加载作用时高;竖向荷载的施加使得墙体的抗剪承载力提高。并对自攻螺钉连接件的抗剪性能进行了试验研究,结果表明:墙面板的材料特性对自攻螺钉的连接性能影响明显,试件的承载力主要由自攻螺钉孔边板的承压强度控制。 有限元分析部分对单调加载作用下的试件进行模拟,同时考虑了材料非线性和几何非线性问题。采用塑性壳单元模拟墙体各构件,墙架柱和梁之间采用铰接方式连接,墙体的自攻螺钉连接处采用耦合的方法处理,方程组求解方法由ANSYS程序自动选择。有限元分析结果与试验值吻合良好,从而证明了有限元分析方法的正确性和可行性。在此基础上,对钢材强度、立柱间距、墙体高度,以及螺钉间距等影响墙体抗剪承载力的因素进行了参数分析,结果表明:钢材强度对组合墙体的抗剪承载力影响较小;随着墙架柱间距缩小、墙体高度减小、自攻螺钉间距加密,墙体抗剪承载力明显增加。


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