對于輕鋼龍骨結構,國內外的研究學者對冷彎薄壁型鋼結構的理論研究方面還比較多,多采用理論公式對冷彎薄壁型鋼結構的整體或者某一部分進行理論分析,并結合冷彎薄壁型鋼結構整體或者做成足尺或縮尺的局部試件進行試驗,針對的冷彎薄壁型鋼結構的性能進行有限元模擬分析,并將很后的結果進行相互比較。
武漢理工大學蔡江勇,王小平,劉志會等分別研究了蒙皮對冷彎薄壁型鋼結構的組合墻體抗側性能,并進行了試驗研究與數值模擬,研究結果表明蒙皮板對組合墻體的抗側性能影響較大,而且不同的蒙皮板對組合墻體的抗側性能影響不同;蒙皮效應對組合墻體的抗側性能有一部分的影響;片柱的間距、自攻螺釘的間距、有無拉條等因素均對組合墻體的抗側性能有較大影響。
合肥工業大學李燕采用有限元方法對鋼結構組合墻體的進行三維模擬,研究并對比了由各種材料的蒙皮組成的組合墻體在水平荷載作用下的極限承載力,并將有限元模擬得到的結果與武漢理工大學試驗得到的結果相比較,還對組合墻體的高寬比以及螺栓的間距等不同因素對抗側力的響進行了研究。吉林大學暴偉,郭瑞林等通過對五種鋼框架輕鋼龍骨隔墻低周往復水平荷載試驗,對其抗側力性能進行研究,分析了梁的形式、輕鋼龍骨隔墻的形式以及梁柱連接節點形式對墻體抗側力的影響。研究表明,半剛性節點對整體結構抗側力貢獻較大,具有較強的延性,能避免結構在水平往復荷載作用下的脆性破壞,并能在抗側力構件失效后保持節點的完整性;輕鋼龍骨隔墻的存在使得整個結構的抗側力性能得到加強,滯回曲線更加飽滿,明顯地提高了結構的承載力以及抗側剛度。
美國加利福尼亞大學COLA—UCII81對有膠合板和OSB板兩種蒙皮板的冷彎薄壁型鋼結構的兩組組合墻體試件進行了研究,他們做了改變自攻螺釘間距測試其對組合墻體抗側性能影響的試驗,得出自攻螺釘的間距越小,組合墻體的抗側力和抗側剛度越大;膠合板作蒙皮板的組合墻體的抗側能力高于OSB板作蒙皮板的組合墻體的抗側能力。對有洞口和無洞口的冷彎薄壁型鋼結構的組合墻體分別進行了抗側性能試驗,試驗結論是:在墻體上開洞口,組合墻體的抗側承載力和抗側剛度會降低;無洞口的組合墻體的延J陛低于未開洞口的組合墻體的延性。
由以上闡述的國內外研究現狀可以看出,國內外學者對鋼框架結構、鋼板剪力墻以及冷彎薄壁型鋼桿件、組合墻體,進行了大量的試驗及有限元分析。對于壓型鋼板墻體的研究大部分集中在以壓型鋼板為腹板梁的相關實驗和理論分析,輕型龍骨與鋼框架組合結構一內填壓型鋼板墻的研究較少,且其研究成果還從未應用于實際工程中。綜合分析表明,壓型鋼板及輕鋼龍骨作為結構的抗側力構件明顯提高結構的剛度及承載力,控制了結構的變形;壓型鋼板及輕鋼龍骨隔墻板的存在使得整個結構的抗側力性能得到加強,明顯的提高了結構的承載力以及抗側剛度。鋼框架填充墻的發展從剛性節點發展到半剛性節點后,對整體結構抗側力貢獻較大,具有較強的延性,能避免結構在水平往復荷載作用下的脆性破壞,可在抗側力構件失效后保持節點的完整性,符合抗震設計中的“強節點弱構件”的設計理念。
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