轻钢-泡沫混凝土组合墙体低周荷载下的试验研究
近年来国家制订了一系列专项规划,相继出台一系列建筑节能标准。新型组合墙体作为轻钢住宅体系的主要承重构件近年来陆续走向市场,通过查阅相关规范标准发现,标准和规范中组合墙体抗侧性能这一指标很多研究是在单调荷载作用下进行的。因此,需要对组合墙体在低周往复荷载作用下的抗侧性能进行系统的研究。组合墙体的形式有很多,轻钢-泡沫混凝土组合墙体在这些墙体形式中具有防火、保温性好、隔声隔热性佳、强度高、造价低等优点。这种组合墙体的主要承重构件是轻钢龙骨骨架和纤维水泥压力板,内部浇筑由工业废渣以及复配添加剂配制的泡沫混凝土,构成现浇轻钢泡沫混凝土夹芯组合墙体。本文以轻钢-泡沫混凝土组合墙体作为研究对象,设计了三组试验墙体（一组标准试件,两组对比试件）,完成各个试件在水平低周往复荷载作用下的试验,详细记录了试件在每个阶段的试验现象,分析了试件的破坏形式以及特征,通过试验记录的滞回曲线整理得出组合墙体在往复荷载作用下的骨架曲线。通过计算,得出各试件的极限承载力、极限位移、抗剪承载力等数据。对试验数据进行整理,分析三组墙体的差异并给出合理解释,得出:1.有无泡沫混凝土是影响组合墙体抗侧能力的主要因素,浇筑了泡沫混凝土的组合墙体其极限承载能力提升了200%左右。2.调整钢龙骨立柱的间距对组合墙体的抗侧性能没有太大的影响。选择有限元分析软件ABAQUS对试验标准试件进行建模,考虑了自攻螺钉的连接以及面板与芯材接触方式等因素,将有限元分析的结果与试验结果做对比,验证了分析和建模方法的可行性。建立七组模型设置三组对照组,研究轴压比、钢材厚度、构造形式对墙体抗侧性能的影响,得出如下建议:1.增大轴压比可以提升组合墙体的水平极限承载力,但相应组合墙体抵抗变形的能力会变弱、耗能能力会增加,同时刚度退化也更加明显。在实际工作中可以考虑通过降低轴压比来提升组合墙体的抗侧性能。2.在经济允许范围内增加钢材厚度会有效提升组合墙体的抗侧性能。3.将内部立柱改变为斜撑形式会将水平的往复荷载分解到斜撑上,因此会最大限度的提升组合墙体的抗侧性能。
- 作者：
- 张凯宁
- 学位授予单位：
- 辽宁科技大学
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2020年
- 导师姓名：
- 田雨泽
- 中图分类号：
- TU398.9
- 关键词：
- 轻钢-泡沫混凝土组合墙；往复荷载；抗侧性能；试验研究；有限元分析
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- 基金项目：
- 国家十二五科技支撑计划子课题"北方典型地域绿色农房建造与环境营建及设施体系综合示范"