冷弯薄壁型钢双层组合墙体抗剪性能试验研究

冷弯薄壁型钢结构房屋中组合墙体具有较好的抗剪性能,当应用于双层组合墙体中时其薄弱部位位于楼层连接处,成为往复荷载作用破坏的薄弱部位。考虑不同墙体轴压力、不同抗拔锚栓类型,共对3组9片双层墙体进行抗剪性能试验。研究结果表明:墙体的耗能能力及延性均比单片墙体差,多发生沿楼层连接处的面外失稳或楼层梁的压屈破坏;楼层连接处构造成为此类结构承载的关键,层内拉条对提高双层墙体抗剪承能力作用不明显。楼层连接处发生平面外位移,刚度及承载力会突然陡降,且随轴压力增大试件发生平面外随机性失稳增大,仅通过采用撑杆增加楼层竖向抗压能力,对提高墙体平面外稳定作用不明显;双螺帽抗拔锚栓对提高墙体承载力作用明显,建议此类多层房屋楼层连接处采用此类锚栓,能有效提高墙体抗剪能力。

冷弯薄壁型钢双层组合墙体往复加载数值模拟

为了解冷弯薄壁型钢双层组合墙体的力学性能,采用ANSYS软件建立了有限元模型,考虑轴压、柱的截面尺寸、不同材料面板和楼盖梁数量,对4组共11个双层组合墙体进行了低周往复加载模拟。结果表明:⑴随着轴压的增加,墙体的承载力逐渐减小,变化幅度由大变小,延性系数减小;⑵仅在截面尺寸变化时,截面尺寸增加,墙体的承载力提高;⑶墙面板有明显的蒙皮效应,硅酸钙板的墙体承载力较高;⑷增加楼盖梁数量可以提高墙体承载力。

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。