集裝箱組合房屋墻板的抗剪及抗風性能試驗研究.pdf

1、集裝箱組合房屋憑借著靈活性、經濟性、安全性和實用性等優(yōu)點,在國外得到了迅速發(fā)展,在國內也開始起步,但目前國內集裝箱組合房屋的設計規(guī)范僅給出了針對6m和12m標準集裝箱箱體的相關結構設計參數(shù)。同時集裝箱組合房屋也屬于組合裝配式輕鋼結構,對于組合裝配式輕鋼結構的研究多見于整體性能分析及通過自攻螺釘連接的蒙皮效應對受力的影響。集裝箱組合房屋墻板多由波紋板和箱體框架通過焊縫連接構成。分析波紋板對框架抗剪性能的貢獻對充分發(fā)揮材料性能,節(jié)約能源有重

2、大意義,同時可以為該結構的設計規(guī)范的進一步完善提供依據(jù)。對于沿海地區(qū)風荷載起控制作用時該墻板的受力性能分析未見于相關文獻中。本文針對此問題對集裝箱組合房屋的墻板進行了抗剪性能和抗風性能的試驗研究。
　　首先,通過對相同尺寸的無焊接波紋板的方鋼管框架和焊有波紋板的方鋼管框架進行水平荷載作用下的抗剪性能對比試驗,結果表明波紋板對框架的側向支撐作用明顯,可有效提高構件的平面內抗彎剛度和承載力。無波紋板時,方鋼管框架發(fā)生強度破壞;焊有波紋

3、板的集裝箱墻板先發(fā)生屈曲破壞,后發(fā)生強度破壞。
　　其次,利用ANSYS軟件對無焊接波紋板的方鋼管框架進行彈塑性分析,以征值屈曲的第一階模態(tài)的位移作為初始缺陷,對焊接波紋板的方鋼管框架進行非線性屈曲分析:得到的荷載-位移曲線與實驗的總體趨勢相同,證明本有限元模型及模擬方法正確;將首次屈曲荷載作為極限荷載,偏于安全。
　　再次,按照能量等效原則,將300km/h的風速作用下的風荷載轉換為自由落體沖擊荷載,對集裝箱組合房屋墻板進

4、行抗風性能試驗。結果表明:尺寸為1.2m×1.2m和2.2m×2.2m的試件能抵抗風速為300km/h的風荷載,抗風性能良好;尺寸為3.2m×3.2m的試件的波紋板在風速為300km/h的風荷載作用下強度滿足要求,但剛度偏小。
　　第四,對三種不同尺寸的試件分別進行均布風荷載作用下的數(shù)值模擬分析,結果表明:三個試件的波紋板板中撓度和等效應力的有限元結果均小于實驗值;除1.2m×1.2m的試件外,其他試件的有限元結果與實驗結果誤差較