装配式刚边框-冷弯薄壁型钢骨架组合墙体受力性能研究

冷弯薄壁型钢组合墙体主要由冷弯薄壁型钢骨架和外敷面板组成,结构轻巧,绿色环保,多用于中低层建筑,一般在施工现场拼装完成。为提升墙体的施工速度和安装效率,在墙体四周增设焊接刚性边框,提出一种新型装配式刚边框-冷弯薄壁型钢骨架组合墙体,该墙体在工厂预制完成,现场采用螺栓与周围构件连接。建立有限元模型分析面板类型、斜撑、螺钉间距、刚边框和洞口对该新型墙体受力性能的影响,提出了承载力设计方法。研究结果表明:增设斜撑能提升墙体骨架的抗侧刚度以及石膏板覆面墙体的受剪性能,对受压承载力以及OSB板覆面墙体的抗剪承载力影响较小;墙体宜采用较密的螺钉间距(面板四边100 mm,内部300mm),便于充分发挥刚性边框的作用,且刚性边框无须过厚;带洞口墙体通常在洞口角部发生破坏,其受剪承载力随着洞口尺寸的增大而大幅下降,洞口位置对受剪性能影响较小。

装配式冷弯薄壁型钢-泡沫混凝土组合墙体抗震性能试验研究

为推动冷弯薄壁型钢房屋结构体系的发展,提高其装配化率,提出3种干法装配形式,用于翼缘和腹板墙肢的连接。对3个不同装配形式的冷弯薄壁型钢-泡沫混凝土组合墙体和1个现浇墙体进行拟静力加载试验,分析各墙体的破坏模式、承载力、抗侧刚度、耗能及延性等指标,研究3种干法连接的可靠性及不同装配形式下墙体抗震性能的差异。结果表明:墙体的破坏主要集中在腹板墙肢,立柱之间的墙面板及内部填充的泡沫混凝土出现交叉斜向裂缝,水平横撑发生局部屈曲,翼缘墙肢在底部出现几道水平和竖向裂缝;设计的3种干法连接安全可靠,构件均先于连接处发生破坏;与现浇墙体相比,装配墙体的承载能力和初始刚度有所降低,但变形及耗能能力较强;与腹板拼接墙体相比,对拉连接墙体的峰值荷载、初始刚度和总耗能分别提高了36.5%、15.0%和12.5%,L件连接墙体的峰值荷载和总耗能分别提高了22.8%和54.5%,初始刚度降低了21.5%;综合考虑3种装配形式墙体的抗震性能、运输条件及施工难易程度等因素,优选L件连接的装配形式用于工程实际。基于叠加原理,推导了装配式组合墙体的抗侧刚度,并验证了计算方法的正确性。