彩鋼面巖棉夾芯墻面板節(jié)點抗剪承載力試驗與理論

通過對與檁條連接的巖棉夾芯墻面板節(jié)點抗剪試驗,研究夾芯彩鋼墻面板在受到自重以及由上面?zhèn)飨聛砗奢d時,其連接節(jié)點的受力形式以及隨著荷載的增加,節(jié)點的破壞過程和破壞特征。試件尺寸為1000mm×50mm,鋼板厚度0.5mm,共2個試件。通過觀察發(fā)現(xiàn),夾芯彩鋼墻面板連接節(jié)點破壞的主要原因是:自攻螺釘由于受到剪力作用,在其與檁條連接處產(chǎn)生力矩,使其發(fā)生傾斜,導(dǎo)致自攻螺釘帽斜向接觸墻面板,以致釘帽周圍局部壓力過大,使鋼板屈服,最終節(jié)點破壞。

為了研究中國釘應(yīng)用在木剪力墻建造中的可行性,進(jìn)行了面板釘連接節(jié)點試驗和剪力墻有限元分析;對采用中國釘?shù)拿姘遽斶B接節(jié)點進(jìn)行加載方向垂直于木紋和加載方向平行于木紋的試驗,將得到的試驗結(jié)果以節(jié)點荷載-位移曲線的形式輸入到有限元分析軟件中,計算木剪力墻的抗側(cè)承載力,并與進(jìn)口釘剪力墻模型的計算結(jié)果進(jìn)行對比。研究結(jié)果表明:采用中國釘和進(jìn)口釘?shù)哪炯袅τ兄嘟目箓?cè)承載力和剛度;有限元計算所得的木剪力墻抗側(cè)承載力相對于《木結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(gb50005—2003)中的公式有足夠的可靠度,因此,在木剪力墻的建造中,中國釘和進(jìn)口釘可以相互替代使用。

縱向水平剪切粘結(jié)破壞為組合樓板的主要破壞模式之一。進(jìn)行了六塊足尺組合樓板的試驗研究,采集試驗數(shù)據(jù)并進(jìn)行回歸分析,得到針對yx76—344—688型壓型鋼板-混凝土組合樓板的剪切粘結(jié)承載力計算公式。對比計算結(jié)果,試驗值是偏于安全的;并進(jìn)一步分析試驗數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)當(dāng)按規(guī)范的要求在端部設(shè)置抗剪栓釘、橫向剪力筋等措施時,其余影響組合樓板縱向抗剪承載力的主要因素有組合樓板的跨度、剪跨比、壓型鋼板和組合樓板的厚度等。

波形腹板工形構(gòu)件主要有三種波形形式,即梯形、三角形與正弦波浪波形等。在總結(jié)前人對梯形腹板抗剪承載力研究成果的基礎(chǔ)上,對波浪腹板工形構(gòu)件的腹板抗剪性能進(jìn)行系統(tǒng)研究。針對波浪腹板的屈曲特性提出彈性剪切屈曲荷載的計算公式,給出計算公式的適用范圍?；趶椝苄源髶隙扔邢拊治鲅芯坎ɡ烁拱宓膹椝苄郧阅芤约扒笮袨?揭示其抗剪承載力極限狀態(tài)以及缺陷敏感性,提出彈塑性屈曲荷載的實用計算公式,建立波浪腹板抗剪承載力設(shè)計方法。進(jìn)行6個波浪腹板短梁試件的抗剪承載力試驗,揭示波浪腹板的抗剪極限狀態(tài)與初始屈曲及屈曲后性能之間的關(guān)系。試驗結(jié)果與有限元結(jié)果吻合很好,推薦的設(shè)計公式合理。

cs板是一種環(huán)保節(jié)能的結(jié)構(gòu)構(gòu)件,可用做圍護(hù)結(jié)構(gòu)和承載力構(gòu)件.通過對埋置cs板中的膨脹螺栓進(jìn)行拉拔試驗和剪切試驗,確定了cs板用膨脹螺栓做緊固件時抗拔與抗剪承載力的允許值,分析了混凝土面層厚度對承載力的影響.結(jié)果表明,承載力的允許值完全可以滿足民用住宅的日常使用,并且混凝土面層厚度對承載力沒有影響.根據(jù)極限狀態(tài)下破壞特征,提出cs板內(nèi)埋置膨脹螺栓的抗拔與抗剪承載力的理論計算公式,計算結(jié)果與承載力允許值吻合較好,可供工程設(shè)計參考.

基于截面彎曲正應(yīng)變分布的擬平截面假定及截面的軸力-彎矩-曲率(n-m-φ)關(guān)系,考慮了材料非線性、體外索與梁的應(yīng)變不協(xié)調(diào)、體外索的二次效應(yīng)等影響,編制了體外預(yù)應(yīng)力波形鋼腹板組合箱梁受彎全過程非線性分析程序。結(jié)合試驗梁的全過程加載試驗結(jié)果,研究表明:以混凝土開裂和受拉區(qū)普通鋼筋屈服為分界點,體外預(yù)應(yīng)力波形鋼腹板組合箱梁受彎破壞全過程可分為明顯的三個階段:彈性階段、開裂階段、塑性階段;編制的非線性程序能很好地預(yù)測了結(jié)構(gòu)在極限狀態(tài)下的承載能力和變形大小。研究還表明:體外索的二次效應(yīng)對組合箱梁抗彎承載力影響較大,可通過設(shè)置跨中橫隔板或轉(zhuǎn)向塊以減小其影響。

墻面板、主柱和導(dǎo)軌梁通過連接件連接構(gòu)成了冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)住宅體系的豎向承重單元。墻面板即使較弱，也能在一定程度上提高立柱的承載力。目前國內(nèi)對墻面板支撐主柱（墻柱）的豎向承載力還沒有相應(yīng)規(guī)范。借鑒國內(nèi)外最新研究成果，推導(dǎo)了卷邊槽鋼墻柱的豎向承載力計算公式，并用試驗結(jié)果對其進(jìn)行了驗證。

建筑用絕熱金屬面夾芯板抗彎承載力的試驗研究

基于對鋼結(jié)構(gòu)箱形柱與梁異型節(jié)點形式及受力性能的分析,建立異型節(jié)點域的受剪計算模型,并推導(dǎo)節(jié)點域在壓彎情況下的抗剪承載力計算公式。通過對箱形柱與工字梁和箱形梁異型節(jié)點模型的低周反復(fù)加載試驗,研究軸壓比和核心區(qū)高度對節(jié)點域抗剪承載力的影響,得到節(jié)點域的剪力-剪應(yīng)變滯回曲線;從試驗?zāi)Ｐ偷臏厍€可以看出,異型節(jié)點域以剪切變形為主,且具有良好的延性和抗剪承載能力。試驗結(jié)果與計算分析表明,節(jié)點域在小核心區(qū)發(fā)生剪切屈服,提出的節(jié)點域抗剪承載力計算公式與試驗結(jié)果比較吻合。

金屬面夾芯板是很常用的建筑保溫隔熱材料。目前,最新夾芯板國家規(guī)范僅包括巖棉和聚氨酯的承載力設(shè)計公式,對其他面夾芯板沒有涉及。通過對48個不銹鋼、鋁板、秸稈面夾芯板抗彎試驗和27個材料性能試驗,得到各種芯材的基本材料性能以及不同夾芯板的抗彎承載力,為統(tǒng)一抗彎承載力公式的推導(dǎo)打下基礎(chǔ)。

對新型墻面壓型鋼板hv-156系統(tǒng)進(jìn)行了足尺的承載力試驗分析,試驗結(jié)果表明,同一板型在相同構(gòu)造條件下,風(fēng)吸力作用下系統(tǒng)的承載力低于風(fēng)壓力作用,即風(fēng)吸力是新型墻面壓型鋼板設(shè)計的控制因素;破壞形式是屋面板出現(xiàn)局部屈曲,針對試驗結(jié)果提出了新型墻面壓型鋼板系統(tǒng)所能承受的基本風(fēng)壓及適用地區(qū)。

介紹了彩鋼夾芯板的基本材料性能,通過彩鋼夾芯板受彎承載力模擬試驗,描述了彩鋼夾芯板在受彎破壞過程中的變形特點,分析了其抗彎承載破壞的主要控制因素。

建立波紋腹板h型鋼梁的受力模型,按照板的穩(wěn)定理論分別給出了波紋腹板局部屈曲和整體屈曲的抗剪承載力理論公式,并設(shè)計4根構(gòu)件進(jìn)行了試驗及有限元數(shù)值模擬分析,研究了不同的波紋尺寸、腹板厚度等因素對構(gòu)件承載力的影響.試驗結(jié)果表明:若波紋尺寸設(shè)計得當(dāng),腹板剪切強(qiáng)度可以達(dá)到甚至超過鋼材的剪切屈服強(qiáng)度,而有限元方法能夠有效預(yù)測構(gòu)件承載力和破壞模式.最后結(jié)合理論分析和試驗研究提出了波紋腹板h型鋼的設(shè)計建議.

外包鋼-混凝土組合梁節(jié)點抗剪承載力研究——分析了u形外包鋼一混凝土組合梁與鋼管混凝土柱節(jié)點中鋼管與混凝土在軸力、彎矩和剪力作用下的應(yīng)力，提出新型外包鋼一混凝土組合梁與鋼管混凝土柱連接下節(jié)點的抗剪承載力計算公式，為這種新型結(jié)構(gòu)形式的推廣應(yīng)用奠定了...

目前對于鋼結(jié)構(gòu)的加固方法主要是焊接,與傳統(tǒng)的鋼結(jié)構(gòu)加固方法粘貼鋼板法具有明顯的優(yōu)勢,粘貼鋼板加固鋼結(jié)構(gòu)是在鋼構(gòu)件表面粘貼鋼板并結(jié)和螺栓錨固進(jìn)行加固,粘鋼法主要優(yōu)點為無需焊接、簡潔輕便、靈活多樣。本文通過粘鋼加固鋼梁抗剪承載力的試驗,對不同錨固方式粘鋼加固鋼結(jié)構(gòu)的效果進(jìn)行了研究分析,研究表明,粘貼鋼板加固鋼梁腹板在一定程度上能夠提高鋼梁的抗剪承載力。

對包含環(huán)形節(jié)點板的鋼管節(jié)點承載力進(jìn)行研究,有助于深入了解該類型節(jié)點的力學(xué)行為。設(shè)計制作了2個規(guī)格的4個試件,并進(jìn)行了拉和壓的足尺承載力試驗。建立有限元模型進(jìn)行了非線性有限元計算,計算結(jié)果和試驗結(jié)果與中國規(guī)范計算結(jié)果進(jìn)行了比較。結(jié)果表明,有限元分析和試驗結(jié)果較為接近,而規(guī)范所給出的承載力明顯偏小。

基于29根鋼管輕集料混凝土試件抗剪試驗,研究材料性能、截面特性、剪跨比及軸壓比對鋼管輕集料混凝土試件的破壞形態(tài)、抗剪承載力的影響。將試驗實測值與相關(guān)公式計算值進(jìn)行對比,通過分析、回歸試驗結(jié)果,得到抗剪承載力計算公式。分析結(jié)果表明:剪跨比λ0.85施加軸壓力的試件為彎曲型破壞。剪跨比越大,試件抗剪承載力越小;軸壓比越大,試件抗剪承載力越大,且延性越好;輕集料混凝土強(qiáng)度對試件抗剪承載力影響不明顯;含鋼率越高,試件抗剪承載力越大?？紤]以上影響因素得出抗剪承載力計算公式,試驗值與計算值吻合較好,且偏于安全。

　　收稿日期:2005ο12ο16 基金項目:國家自然科學(xué)基金資助項目(50578099) 作者簡介:邵建華(1979—),男,江西鷹潭人,博士研究生,主要從事鋼結(jié)構(gòu)研究. 鋼板剪力墻的彈ο塑性抗剪承載力分析 邵建華1,顧　強(qiáng) 2,申永康 1 (1.河海大學(xué)土木工程學(xué)院,江蘇南京　210098;2.蘇州科技大學(xué)土木工程系,江蘇蘇州　215011) 摘要:利用板條模型合理地模擬了鋼板由彈性屈曲到屈曲后板條端部初始屈服,再到鋼板大面積充 分形成拉力帶屈服的全過程.先分別考慮鋼板和框架的單獨作用,然后再考慮鋼板和框架的組合, 得到了鋼板剪力墻的剪力ο位移關(guān)系曲線,并給出了鋼板和框架在各個不同受力階段的剪力和位移 計算公式,最后通過算例驗證了公式的有效性. 關(guān)鍵詞:鋼板剪力墻;彈性剪切屈曲;屈曲后剪切強(qiáng)度;剪力ο位移關(guān)系

矩形鋼管混凝土內(nèi)隔板式節(jié)點抗剪承載力研究——在對方鋼管混凝土框架節(jié)點受力機(jī)理研究的基礎(chǔ)上，利用形狀改變比能理論和混凝土斜壓桿力學(xué)模型推導(dǎo)了內(nèi)隔板式節(jié)點核心區(qū)受剪承載力計算的疊加公式．并與我國《矩形鋼管混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(cecs159：2004)中相關(guān)...

對于圓鋼管構(gòu)件,由于空心薄壁的特點,管件在徑向的剛度通常要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于其軸向剛度。焊接相貫圓鋼管節(jié)點中,支管主要承受軸向荷載,從而導(dǎo)致主管要承受徑向作用力。此外,節(jié)點部位由于曲率不連續(xù)而帶來很大的應(yīng)力集中現(xiàn)象。這些原因造成管節(jié)點最常見的破壞方式是主管表面靠近焊接部位的局部屈曲或屈服破壞。為了提高管節(jié)點的承載能力,通過在主管表面焊接環(huán)口板的方式來提高主管在節(jié)點部位的徑向剛度,進(jìn)而提高管節(jié)點的靜力強(qiáng)度。通過對3個t型圓鋼管節(jié)點試件以及3個采用環(huán)口板加固的t型圓鋼管節(jié)點試件在軸壓作用下靜力承載力的試驗測試,驗證了環(huán)口板對提高管節(jié)點靜力強(qiáng)度的效果。試驗測試結(jié)果表明:由于環(huán)口板增加了主管在焊接部位的剛度,從而改變了管節(jié)點的破壞方式,將未加固節(jié)點在焊縫周圍的破壞轉(zhuǎn)移到環(huán)口板周圍的破壞,可以有效地提高管節(jié)點的承載能力。

應(yīng)用相似比理論設(shè)計了2個主管規(guī)格219×6,273×7的主管—節(jié)點板的單插板節(jié)點,并進(jìn)行了節(jié)點的拉—壓承載力試驗,考察主管—節(jié)點板節(jié)點的承載力特性、失效及破壞模式,試驗表明主管—節(jié)點板節(jié)點能夠滿足承載力要求,但其受壓承載力小于受拉承載力,拉壓荷載作用下節(jié)點發(fā)生主管局部內(nèi)凹外凸的屈曲破壞,最后,探討了主管—節(jié)點板節(jié)點的承載力計算理論,以供實際工程參考。

再生混凝土無腹筋梁抗剪承載力試驗研究——通過對不同再生粗骨料取代率的再生混凝土簡支梁的抗剪試驗，研究了再生混凝土無腹筋梁斜截面受力全過程和抗剪性能。試驗結(jié)果表明，再生混凝土無腹筋梁的破壞形式和受力機(jī)理與普通混凝土無腹筋梁相似，再生混凝土無腹筋...