留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

双侧闭口型压型钢板混凝土组合构件轴压力学性能研究

黄真锋 张素梅 郭兰慧 陈杰

黄真锋, 张素梅, 郭兰慧, 陈杰. 双侧闭口型压型钢板混凝土组合构件轴压力学性能研究[J]. 钢结构(中英文), 2021, 36(4): 11-19. doi: 10.13206/j.gjgS21010601
引用本文: 黄真锋, 张素梅, 郭兰慧, 陈杰. 双侧闭口型压型钢板混凝土组合构件轴压力学性能研究[J]. 钢结构(中英文), 2021, 36(4): 11-19. doi: 10.13206/j.gjgS21010601
Zhenfeng Huang, Sumei Zhang, Lanhui Guo, Jie Chen. Performance of Dovetail Profiled Steel Concrete Sandwich Composite Members Subjected to Axial Compression[J]. STEEL CONSTRUCTION(Chinese & English), 2021, 36(4): 11-19. doi: 10.13206/j.gjgS21010601
Citation: Zhenfeng Huang, Sumei Zhang, Lanhui Guo, Jie Chen. Performance of Dovetail Profiled Steel Concrete Sandwich Composite Members Subjected to Axial Compression[J]. STEEL CONSTRUCTION(Chinese & English), 2021, 36(4): 11-19. doi: 10.13206/j.gjgS21010601

双侧闭口型压型钢板混凝土组合构件轴压力学性能研究

doi: 10.13206/j.gjgS21010601
基金项目: 

国家自然科学基金项目(51678193);深圳高层次人才科研启动项目。

详细信息
    作者简介:

    黄真锋,女,1990年出生,博士研究生。

    通讯作者:

    张素梅,女,1963年出生,工学博士,教授,smzhang@hit.edu.cn。

Performance of Dovetail Profiled Steel Concrete Sandwich Composite Members Subjected to Axial Compression

  • 摘要: 双侧闭口型压型钢板混凝土组合构件由两侧放置的闭口型压型钢板和内部填充混凝土组成,内嵌于混凝土中的闭口型板肋既可作为钢板与混凝土之间的连接件,保证两者的共同工作,又能有效降低钢板的宽厚比,提高闭口型压型钢板的屈曲承载力。相比传统的双钢板混凝土组合构件,双侧闭口型压型钢板混凝土组合构件无需额外的连接件即可实现钢板和混凝土的共同工作,增加了施工的便利性和高效性,同时保持了双钢板-混凝土组合构件的性能优势,在工程中具有广阔的应用前景。
    采用有限元方法分析了闭口型压型钢板混凝土组合构件在轴压荷载作用下的受力全过程,包括混凝土截面的应力分布、压型钢板板带的应力发展过程及屈曲性能;通过试验结果和理论分析明确了板肋在混凝土中的嵌固作用;研究了压型钢板布置形式、混凝土强度等级、钢材屈服强度、钢板厚度(板带宽厚比)和构件厚度等参数对双侧闭口型压型钢板混凝土组合构件轴压性能影响规律。
    通过对双侧闭口型压型钢板混凝土组合构件受力全过程的分析,可以得到以下结论:闭口型板肋将压型钢板分成若干个板带,各板带单独发生受压屈曲,改变了钢板整体受压屈曲的方式;混凝土能够对嵌入的闭口型板肋提供足够的嵌固作用,使得压型钢板与混凝土能够共同工作;嵌入混凝土中的闭口型板肋为压型钢板板带提供了可靠的边缘嵌固和支撑,使得闭口型压型钢板仅在板带上发生局部弹性屈曲,且能够发展屈曲后强度,压型钢板板带的屈曲后强度可以采用有效宽度法计算;闭口型板肋嵌于混凝土中使得板肋附近混凝土的应力分布不均匀,并对两侧板肋之间的混凝土产生一定的约束作用,但截面上并未形成明显的约束区和非约束区;双侧闭口型压型钢板混凝土组合构件轴压承载力可由混凝土抗压承载力和考虑屈曲后强度的压型钢板承载力叠加获得;压型钢板布置方式对构件的轴压承载力没有明显影响,构件各组成部分的材料强度、墙体厚度和压型钢板厚度对其轴压承载力和延性影响明显。
  • [1] Wright H D, Gallocher S C. The behaviour of composite walling under construction and service loading[J]. Journal of Constructional Steel Research, 1995, 35(3):257-273.
    [2] Wright H D. The axial load behaviour of composite walling[J]. Journal of Constructional Steel Research, 1998, 45(3):353-375.
    [3] Wright H D. Axial and bending behaviour of composite walls[J]. Journal of Structural Engineering, 1998, 124(7):758-764.
    [4] Uy B, Bradford M A, Wright H D. Short and long-term behaviour of axially loaded composite profiled walls[J]. Structures and Buildings, 1998, 128(1):26-37.
    [5] Hossain K M A. Design aspects of double skin profiled composite framed shear walls in construction and service stages[J]. ACI Structural Journal, 2004, 101(1):94-102.
    [6] Hossain K M A, Wright H D. Experimental and theoretical behaviour of composite walling under in-plane shear[J]. Journal of Constructional Steel Research, 2004, 60(1):59-83.
    [7] Mydin M A O. Structural performance of lightweight steel-foamed concrete-steel composite walling system under compression[J]. Thin-Walled Structures, 2011, 49(1):66-76.
    [8] Hossain K M A, Rafiei S, Lachemi M, et al. Structural performance of profiled composite wall under in-plane cyclic loading[J]. Engineering Structures, 2016, 110:88-104.
    [9] Hossain K M A, Mol L K, Anwar M S. Axial load behaviour of pierced profiled composite walls with strength enhancement devices[J]. Journal of Constructional Steel Research, 2015, 110:48-64.
    [10] Rafiei S, Hossain K M A, Lachemi M, et al. Profiled sandwich composite wall with high performance concrete subjected to monotonic shear[J]. Journal of Constructional Steel Research, 2015, 107:124-136.
    [11] Rafiei S, Hossain K M A, Lachemi M, et al. Finite element modeling of double skin profiled composite shear wall system under in-plane loadings[J]. Engineering Structures, 2013, 56(6):46-57.
    [12] Uy B, Wright H D, Bradford M A. Combined axial and flexural strength of profiled composite walls[J]. Structures and Buildings, 2000, 146(2):129-139.
    [13] 黄真锋,孙志雄,张素梅,等.闭口型压型钢板混凝土组合剪力墙轴压性能试验研究[J].建筑结构学报, 2019, 40(增刊1):84-90.
    [14] Prabha P, Marimuthu V, Saravanan M, et al. Effect of confinement on steel-concrete composite light-weight load-bearing wall panels under compression[J]. Journal of Constructional Steel Research, 2013, 81:11-19.
    [15] Rafiei S, Hossain K M A, Lachemi M, et al. Impact shear resistance of double skin profiled composite wall[J]. Engineering Structures, 2017, 140:267-285.
    [16] 中华人民共和国住房和城乡建设部. 钢结构设计标准:GB 50017-2017[S]. 北京:中国建筑工业出版社, 2018.
    [17] 中华人民共和国住房和城乡建设部. 混凝土结构设计规范:GB 50010-2010[S]. 北京:中国建筑工业出版社, 2015.
    [18] 金昌, 陈页开. ABAQUS在土木工程中的应用[M]. 杭州:浙江大学出版社, 2006:225-231.
    [19] Hiller A, Modeer N W, Mchenry P E. Analysis of crack formation and crack growth in concrete by means of fracture mechanics and finite elements[J]. Cement and Concrete Research, 1976, 6(6):733-782.
    [20] 江见鲸, 陆新征, 叶列平. 混凝土结构有限元分析[M]. 北京:清华大学出版社, 2005:43-50.
    [21] 聂建国, 唐亮, 黄亮. 缩口型压型钢板-混凝土组合板的承载力及变形(一):试验研究及纵向抗剪承载力[J]. 建筑结构, 2007, 37(1):60-64.
    [22] Uy B, Bradford M A. Elastic local buckling of steel plates in composite steel-concrete members[J]. Engineering Structures, 1996, 18(3):193-200.
    [23] 陈骥. 钢结构稳定理论与设计[M]. 6版. 北京:科学出版社, 2014:475-476.
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  464
  • HTML全文浏览量:  153
  • PDF下载量:  21
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2021-01-05
  • 网络出版日期:  2021-07-22

目录

    /

    返回文章
    返回