【摘 要】
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近年来,装配式轻钢混凝土剪力墙结构已经成为高层住宅建筑中应用前景较高的一种结构形式,其将钢结构与钢筋混凝土剪力墙进行合理的组合,形成轻钢混凝土剪力墙。但装配式剪力墙整体性及抗震性能与拼缝节点的受力性能有直接的关系。目前对于轻钢混凝土剪力墙的水平拼缝连接仍沿用传统的连接方式,依靠墙内钢筋或连接件进行承力,存在施工困难、拼缝节点处质量难以保障及节点质量检测困难等缺点。而铆接连接质量高,可通过专业设备对
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近年来,装配式轻钢混凝土剪力墙结构已经成为高层住宅建筑中应用前景较高的一种结构形式,其将钢结构与钢筋混凝土剪力墙进行合理的组合,形成轻钢混凝土剪力墙。但装配式剪力墙整体性及抗震性能与拼缝节点的受力性能有直接的关系。目前对于轻钢混凝土剪力墙的水平拼缝连接仍沿用传统的连接方式,依靠墙内钢筋或连接件进行承力,存在施工困难、拼缝节点处质量难以保障及节点质量检测困难等缺点。而铆接连接质量高,可通过专业设备对连接质量进行实时监控及检测,且锁铆连接适用于冷弯型钢的连接中。为了将轻钢混凝土剪力墙中轻钢结构应用于节点连接中,将铆接连接引入剪力墙水平拼缝连接中。本文将锁铆连接引入剪力墙水平拼缝连接中。首先对混凝土中单颗铆钉的连接性能进行试验,研究混凝土能否对铆接连接的受力性能有明显提高。其次,为研究C型钢-混凝土铆接节点的受力性能,对14个C型钢-混凝土铆接连接节点试件进行单轴拉伸试验。同时通过ABAQUS软件建立有限元模型,并将数值模拟分析结果与试验结果进行对比分析。本论文的大致研究内容如下:(1)设计制作了6组试件,研究混凝土中单颗铆钉搭接锁铆连接的抗剪性能。结果表明:混凝土对内部铆接试件有良好的侧向约束,抑制端部翘曲,浇筑混凝土的试件与未浇筑混凝土的试件在连接性能和破坏形态上有较大差异。混凝土能够有效提升锁铆连接的极限承载力、抗剪刚度及延性,提出此中组合连接的抗剪承载力计算方法。混凝土强度和板厚组合对锁铆接头强度均有影响,试件的极限承载力由锁铆试件中的较薄板的厚度决定。混凝土和锁铆连接有良好的联合作用,外部混凝土有效提高了内部锁铆节点的极限承载力,并且改善铆钉失效后承载力快速下降的情况。(2)通过C型钢-混凝土铆接连接节点试验,分析在考虑混凝土强度、连接长度、连接方式因素的情况下,铆接节点的受力性能。试验证明:铆钉数量和铆钉端距对试件承载力和破坏模式有较大影响。为保证节点处连接可靠,给出C型钢铆接连接的浇筑混凝土强度、连接段长度、铆钉数量和铆钉端距的设计要求。试验证明混凝土中铆接连接C型钢能够满足“强节点,弱构件”的抗震设防要求,验证了将铆接应用于轻钢混凝土剪力墙水平拼缝连接的可行性。(3)利用ABAQUS有限元软件,对C型钢-混凝土铆接连接节点试件进行分析,得到了试件的荷载-位移曲线及变形情况,与试验结果形成对比,验证模型的正确性。结果表明,利用笛卡尔连接器模拟铆接连接可以较为准确地模拟铆接连接在弹性阶段、弹塑性阶段的力学性能和载荷-变形曲线趋势。但模拟结果在塑性阶段和破坏阶段和试验存在差异,且笛卡尔连接器不建议用于模拟铆钉剥离的情况。
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