不锈钢芯板T形截面墙偏心受压性能试验研究

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不锈钢芯板结构是由两面极薄的不锈钢蒙皮面板和按照一定规则排布的不锈钢圆筒芯管,采用热风铜钎焊连接成整体进行承载的结构体系,不锈钢芯板T形墙是由两面完全相同的不锈钢芯板一字形墙垂直焊接成的异形构件,由于T、L和十字形等异形构件比起一字形平面构件具有更好的空间受力性能,且其隐藏于建筑物边、角部时较之常见矩形、圆形截面能够更好利用内部空间,因此近几十年来深受广大设计人员和用户的青睐。不锈钢芯板结构作为一种崭新的结构体系,在未来市场上的定位是能够作为楼板、柱、墙等各种承重结构构件来使用,因此,研究不锈钢芯板结构异形构件是非常有必要的。本文结合目前远大科技集团和湖南大学对于不锈钢芯板结构已有相关研究成果,对不锈钢芯板T形墙承受偏心受压作用下的受力性能展开研究,主要研究工作如下:(1)对奥氏体S304L不锈钢的材料力学性能进行了研究:通过对若干奥氏体S304L不锈钢试件进行拉压试验研究,整理数据得出材料主要力学指标,并提出将S304L的受压本构关系作为本文所有偏心受压数值模型的材性依据;进行了6个足尺不锈钢芯板T形墙偏心受压试验研究,总结了各个构件的破坏过程,得出了6组荷载位移曲线。(2)首先对不锈钢芯板T形墙偏压试验展开有限元模拟,将分析结果和试验结果进行对比。利用理想压弯模型对不同面板厚度下两单轴偏压情况下的受力情况进行分析,得出面板厚度直接影响T形墙在单向偏压荷载下的受力破坏情况;再针对4种不同面板厚度、2种不同轴压比、2个不同加载角度建立16组有限元模型计算不锈钢芯板T形墙的双向压弯极限承载力,并着重利用其中一个典例研究T形墙双向压弯的破坏过程;(3)针对轴压比、高宽比、面板厚、侧板厚、芯管厚、墙肢截面长宽比、芯管横向间距以及加载路径等8种参变量进行参数化分析,分析各种参数对于不锈钢芯板T形墙极限受弯承载力的影响,得出主要的影响因素,为后面的极限抗弯承载力公式研究奠定基础;(4)将大量数值算例结果总结整理后,着重分析在不同面板厚度、加载角度和轴压比下N-Mx-My三者的关系,采用二维平面曲线表达归一化后的不同轴压比下Pmx-Pmy相互作用方程。
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