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

部分包覆钢-混凝土组合墙轴压稳定性能研究

朱杰 朱浩川 肖志斌 叶灵鹏 金振奋

朱杰, 朱浩川, 肖志斌, 叶灵鹏, 金振奋. 部分包覆钢-混凝土组合墙轴压稳定性能研究[J]. 钢结构(中英文), 2023, 38(6): 12-21. doi: 10.13206/j.gjgS22101102
引用本文: 朱杰, 朱浩川, 肖志斌, 叶灵鹏, 金振奋. 部分包覆钢-混凝土组合墙轴压稳定性能研究[J]. 钢结构(中英文), 2023, 38(6): 12-21. doi: 10.13206/j.gjgS22101102
Jie Zhu, Haochuan Zhu, Zhibin Xiao, Lingpeng Ye, Zhenfen Jin. Research on Axial Compression Stability of Partially Encased Composite Wall[J]. STEEL CONSTRUCTION(Chinese & English), 2023, 38(6): 12-21. doi: 10.13206/j.gjgS22101102
Citation: Jie Zhu, Haochuan Zhu, Zhibin Xiao, Lingpeng Ye, Zhenfen Jin. Research on Axial Compression Stability of Partially Encased Composite Wall[J]. STEEL CONSTRUCTION(Chinese & English), 2023, 38(6): 12-21. doi: 10.13206/j.gjgS22101102

部分包覆钢-混凝土组合墙轴压稳定性能研究

doi: 10.13206/j.gjgS22101102
详细信息
    作者简介:

    朱杰,男,1998年出生,硕士研究生。

    通讯作者:

    朱浩川,男,1986年出生,博士,高级工程师,zhuhaochuan@hotmail.com。

Research on Axial Compression Stability of Partially Encased Composite Wall

  • 摘要: 部分包覆钢-混凝土组合墙(简称PEC墙)在装配式建筑领域具有广阔的应用前景,近年来在建筑结构中逐步推广应用,但其稳定性能方面的研究尚待完善。对PEC墙稳定性能展开研究,基于既有试验和有限元分析结果,考察计算长度、材料强度、主钢件钢板厚度、构件截面尺寸等参数对墙体稳定性能影响,提出PEC墙轴压稳定曲线计算公式,公式计算值与有限元结果吻合良好。采用有限元软件ABAQUS建立有限元分析模型,基于既有试验数据进行对比,验证模型准确性。之后,对PEC墙轴心受压稳定性能展开数值参数分析,考察构件各参数对其稳定性能的影响,包括:计算长度、材料强度、主钢件钢板厚度、构件截面尺寸等。参数分析过程采用控制变量法,逐个研究各参数对PEC墙体稳定性能的影响程度,总结受力特点及规律。基于组合结构的稳定理论,按组合截面中混凝土与主钢件的构成,综合确定组合截面的等效强度fEQ、等效弹性模量EEQ,并推导了PEC墙构件的正则化长细比λn。然后,基于有限元分析结果绘制PEC墙的轴压稳定曲线,将钢结构四类截面稳定曲线与PEC墙稳定曲线进行对比,总结规律,寻找适用于PEC墙构件稳定曲线的计算方法。最后,基于参数分析结果,总结各构件参数对PEC墙稳定曲线的影响,在PEC墙轴压稳定曲线的计算公式中引入关键构件参数作为控制变量,同时基于不同计算长度下构件破坏形态特点,提出了“三段式”PEC墙轴压稳定曲线计算公式。研究表明:1)构件计算长度l0对PEC墙破坏形式有较大影响,随着l0增加,构件破坏形态及其极限承载力由材料强度控制转变为整体稳定控制;2)PEC墙各构件参数中,主钢件翼缘厚度、构件截面厚度对稳定性能影响较为显著,材料强度、主钢件腹板厚度、构件截面高度等对稳定性能影响相对较小;3)国内外尚未颁布PEC墙体设计的相关规范,我国现行设计规范GB 50017—2017《钢结构设计标准》提供的四类截面稳定曲线均不适用于PEC墙轴压稳定系数的确定;4)提出了PEC墙轴压稳定系数“三段式”计算公式,公式计算值与有限元结果吻合良好,对不同材料、不同尺寸的PEC墙均可保持较高精度,可用于PEC墙轴压稳定系数的确定。
  • [1] 蒋路,谢骁蒙.预制装配式部分包覆钢-混凝土组合剪力墙结构研发与应用[J].施工技术,2020,49(15):22-24

    ,37.
    [2] 徐晓珂,王平山,李进军,等.部分包覆钢-混凝土组合结构技术体系的应用研究[J].建筑结构,2020,50(18):9-15

    ,21.
    [3] 李慧,覃祚威,陈忠,等.装配式部分包覆钢-混凝土组合框架-支撑体系设计及项目实践[J].施工技术(中英文),2021,50(24):69-74.
    [4] 赵根田,郭雅茹,吴光兴,等.H形钢部分包裹混凝土组合中长柱轴心受压承载力试验研究[J].建筑钢结构进展,2019,21(4):19-27.
    [5] 赵根田,朱晓娟,冯超.部分包裹混凝土复合柱的轴心受压性能[J].内蒙古科技大学学报,2012,31(2):200-204.
    [6] 林德慧,陈以一,李杰.部分包覆钢-混凝土组合柱单向压弯面内整体稳定承载力的工程计算[J].建筑结构,2021,51(7):14-21.
    [7] 林德慧,陈以一,李杰.部分包覆钢-混凝土组合柱轴压整体稳定承载力的工程计算[J].建筑结构,2021,51(7):22-29.
    [8] 林德慧,陈以一.部分填充钢-混凝土组合柱整体稳定分析[J].工程力学,2019,36(增刊1):71-77,85.
    [9] 张其林,黄亚男,吴杰,等.装配式部分外包组合短肢剪力墙抗震性能试验研究[J].施工技术,2019,48(2):100-106

    ,125.
    [10] 蒋路,赫约西,杨宇焜,等.装配式部分包覆钢-混凝土组合剪力墙抗震性能试验研究[J/OL].建筑结构学报,2022.[2022-06-13].https://doi.org/10.

    14006/j.jzjgxb.2021.0569.
    [11] 石韵,周巧玲,苏明周,等.混合联肢部分外包组合剪力墙抗震性能试验研究[J].土木工程学报,2021,54(3):29-40.
    [12] 张莉莉,杨宇焜,蒋路,等.PEC联肢墙结构的弹塑性时程分析方法研究[J].工程抗震与加固改造,2021,43(1):57-62

    ,18.
    [13] 周雨楠,黄亚男,徐国军,等.PEC短肢剪力墙轴压比影响及承载力计算方法[J].佳木斯大学学报(自然科学版),2018,36(6):843-848,875.
    [14] 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,2011.
    [15] 中华人民共和国住房和城乡建设部.预制混凝土构件量检验标准:T/CECS 631—2019[S].北京:中国计划出版社,2019.
    [16] CHicoine T,Tremblay R,Massicotte B,et al.Behavior and strength of partially encased composite columns with built-up shapes[J].Journal of Structural Engineering,2002,128(3):279-288.
    [17] Virdi K S,Dowling P J.A unified design method for composite columns[C]//IABSE Symposium.Tokyo:1976:165-184.
    [18] 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.
    [19] 中华人民共和国住房和城乡建设部.部分包覆钢-混凝土组合结构技术规程:T/CECS 719—2020[S].北京:中国建筑工业出版社,2020.
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  203
  • HTML全文浏览量:  29
  • PDF下载量:  13
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2022-10-11
  • 网络出版日期:  2023-07-01

目录

    /

    返回文章
    返回