冷弯薄壁型钢组合墙体抗侧刚度研究

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冷弯薄壁型钢结构具有坚固耐用,绿色环保,循环利用性好的特性,已成为当前装配式建筑的重点推广和发展方向。冷弯薄壁型钢组合墙体同时承担竖向荷载和水平荷载,对于其抗侧刚度的研究成为目前研究的一个热点。秸秆问题是我国农业上的一个传统难题,在国家已经禁止焚烧秸秆的背景下,秸秆的处理应用需要更多的研究。通过将秸秆草砖与冷弯薄壁型钢组合墙体相结合,充分发挥秸秆草砖具有的隔热,保暖的功能,在建筑中实现变废为宝的目标。为了研究这种组合墙体的抗剪性能和抗侧刚度,本文对冷弯薄壁型钢与秸秆草砖结合构成的组合墙体进行了单调水平加载试验,希望为以后的这种结构形式的应用提供参考。本文的研究工作主要有以下几个方面:文中首先对组合墙体的重要组成部分包括钢骨架中的钢材,草砖,水泥砂浆,OSB板做了材性试验,得到各种材料参数,为接下来的试验和理论分析做了铺垫。文中对组合墙体详细构造,制作过程,测点布置,实验装置,实验方案做了详细的介绍。通过对试验现象的分析结果表明,判断墙体的破坏类型为剪切破坏,墙体的最终破坏原因是由于墙面水泥砂浆板的局部崩溃造成墙体抗剪承载力大幅度下降。通过建立有限元模型与试验结果比较,验证了有限元模型的准确性。在此基础上进行有限元模型拓展参数分析,对可能影响组合墙体抗剪承载力的一些因素如X支撑、钢材的屈服强度、墙面砂浆的强度进行了研究,研究结果表明X支撑和墙面砂浆强度对组合墙体抗剪承载力和抗侧刚度影响较大,钢材屈服强度对墙体的抗剪承载力和抗侧刚度影响较小。采用将水泥砂浆墙面假设为等效拉压杆的方法,对组合墙体的抗侧刚度进行了等效计算。采用叠加原理的方式,对X支撑和双层水泥砂浆墙面分别等效成拉压杆后叠加得到组合墙体的抗侧刚度值,将理论计算值与实验结果比较,发现两者结果比较吻合,表明公式可以应用于组合墙体的抗侧刚度计算。
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