内置蜂窝芯-钢管暗柱冷弯型钢组合墙体抗剪性能研究

基于蜂窝夹心冷弯薄壁型钢组合墙体的优势,提出了一种内置蜂窝芯-钢管暗柱冷弯型钢组合墙体,实现了框架柱与墙体的一体化设计。为了研究该组合墙体的抗剪性能,采用ABAQUS软件建立了组合墙体的有限元模型,并分析了两端暗柱对组合墙体破坏模式和受力机理的影响;通过改变内置蜂窝芯与钢管暗柱的连接方式、自攻螺钉布置和暗柱与边立柱壁厚比等参数进行了墙体抗剪性能的变参数分析。研究结果表明:两端增设钢管暗柱可以更好地发挥蜂窝芯的抗剪作用,抗剪承载力提升了22.50%;通过加强内置蜂窝芯与暗柱的连接可以有效提高墙体的抗剪承载力和刚度,且在墙体宽度方向上进行连接整体效果最佳;加密导轨处的螺钉可以有效提高墙体的抗剪性能;在一定范围内降低暗柱与边立柱壁厚比可以改善墙体延性,但对抗剪承载力影响不大。此外,采用“等安全系数”原理,初步确定多遇地震作用下墙体的抗剪承载力设计值。

内置蜂窝芯冷弯薄壁型钢组合墙体受剪性能研究

为研究内置蜂窝芯冷弯薄壁型钢组合墙体的受剪性能,对5片墙体进行了水平低周往复加载试验,并利用有限元软件ABAQUS对该墙体的受剪性能进行了参数分析,研究了导轨处螺钉布置、单个蜂窝的平直段长度以及蜂窝芯板厚度和龙骨厚度等对墙体受剪性能的影响,分析了墙体的传力机制、破坏模式、承载能力、抗剪刚度、滞回特性及耗能能力等。结果表明:内置钢蜂窝芯可以起到较好的蒙皮作用,有效提高组合墙体的受剪承载力和抗剪刚度;立柱截面旋转90°后增强了骨架与面板的相互约束,限制了立柱的扭转与屈曲变形,提升了骨架的抗侧移能力;外覆面板和立柱可以有效约束蜂窝芯板面外屈曲变形,从而提升墙体受剪承载力、抗剪刚度和耗能能力,并改善延性;导轨处螺钉布置及蜂窝芯板和龙骨厚度对墙体受剪性能影响显著,但蜂窝的平直段长度对其影响不大。最后,基于试验和有限元分析结果,拟合了该墙体的受剪承载力计算式,其计算结果与试验值吻合较好。