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近年来,钢塑结构复合墙板在低层冷弯薄壁结构及中高层建筑结构中作为内墙分隔保温隔声板材在部分地区正被采用,但和国外部分国家相比,我国对此类板材工作性能的研究起步相对较晚,在试验及理论研究方面均处于初级阶段,致使此类墙板在建筑设计施工上的推广受到限制。
本文主要工作包括钢塑复合板墙板实验室试验和数值模拟两部分。
实验室试验中,采用由镀铬卷边C型钢为轻钢龙骨骨架、聚苯乙烯颗粒为主要材料,然后经热塑压轧工艺而形成整体性较好的钢塑结构复合板。选用墙板尺寸为3650mm×2395mm×140mm(长×宽×厚)和在前类试件的内外侧表面增加厚度为10mm硅酸钙板尺寸为3650mm×2395mm×160mm(长×宽×厚)的原尺墙板进行拟静力试验。另外对尺寸为1215mm×800mm×140mm(长×宽×厚)的墙板进行抗压试验。通过两种试验研究其受压破坏形态、极限承载力、工作变形曲线、抗震性能等。
在数值模拟方面,本文借助有限条模拟软件CUFSM,运用有效宽度法和直接强度法对此类墙板的承载力性能进行理论计算。为进一步深入研究,利用MIDAS/FEA有限元分析软件,对钢塑结构复合墙板的抗压性能及地震响应进行模拟,并考虑聚苯乙烯颗粒板与镀铬C型钢之间接触对墙板承载力的作用进行了模拟分析。
经实验室试验得到:试件的正向极限水平承载力为61.91kN,负向极限水平承载力为14.65kN,滞回曲线形状饱满,屈服后刚度较初始降低60%以上;极限抗压承载力为151.13kN,并且以镀铬C型钢端脚部发生局部屈曲破坏为主。由数值模拟得到:有效宽度法和直接强度法的理论计算结果分别为101.77kN和118.08kN,均小于试验值,凸显了本文研究墙板的独特构造及受力特点优势;有限元模拟结果与试验结果在数值上较接近,试件破坏形态上两者基本相符;聚苯乙烯颗粒板与镀铬C型钢之间摩擦系数设置为0.4时,聚苯乙烯颗粒板对墙板整体变型性能的提高最积极。总体上,试件展现了良好的抗压和变形性能,能够满足建筑物垂直分隔构件的设计使用要求,可在装配式结构中作为轻质高强、节能环保的墙材使用,同时也为此类墙板在具体实际应用中提供了有价值的参考。
本文主要工作包括钢塑复合板墙板实验室试验和数值模拟两部分。
实验室试验中,采用由镀铬卷边C型钢为轻钢龙骨骨架、聚苯乙烯颗粒为主要材料,然后经热塑压轧工艺而形成整体性较好的钢塑结构复合板。选用墙板尺寸为3650mm×2395mm×140mm(长×宽×厚)和在前类试件的内外侧表面增加厚度为10mm硅酸钙板尺寸为3650mm×2395mm×160mm(长×宽×厚)的原尺墙板进行拟静力试验。另外对尺寸为1215mm×800mm×140mm(长×宽×厚)的墙板进行抗压试验。通过两种试验研究其受压破坏形态、极限承载力、工作变形曲线、抗震性能等。
在数值模拟方面,本文借助有限条模拟软件CUFSM,运用有效宽度法和直接强度法对此类墙板的承载力性能进行理论计算。为进一步深入研究,利用MIDAS/FEA有限元分析软件,对钢塑结构复合墙板的抗压性能及地震响应进行模拟,并考虑聚苯乙烯颗粒板与镀铬C型钢之间接触对墙板承载力的作用进行了模拟分析。
经实验室试验得到:试件的正向极限水平承载力为61.91kN,负向极限水平承载力为14.65kN,滞回曲线形状饱满,屈服后刚度较初始降低60%以上;极限抗压承载力为151.13kN,并且以镀铬C型钢端脚部发生局部屈曲破坏为主。由数值模拟得到:有效宽度法和直接强度法的理论计算结果分别为101.77kN和118.08kN,均小于试验值,凸显了本文研究墙板的独特构造及受力特点优势;有限元模拟结果与试验结果在数值上较接近,试件破坏形态上两者基本相符;聚苯乙烯颗粒板与镀铬C型钢之间摩擦系数设置为0.4时,聚苯乙烯颗粒板对墙板整体变型性能的提高最积极。总体上,试件展现了良好的抗压和变形性能,能够满足建筑物垂直分隔构件的设计使用要求,可在装配式结构中作为轻质高强、节能环保的墙材使用,同时也为此类墙板在具体实际应用中提供了有价值的参考。