集裝箱組合房屋墻板的抗剪及抗風(fēng)性能試驗(yàn)研究.pdf

1、集裝箱組合房屋憑借著靈活性、經(jīng)濟(jì)性、安全性和實(shí)用性等優(yōu)點(diǎn),在國(guó)外得到了迅速發(fā)展,在國(guó)內(nèi)也開(kāi)始起步,但目前國(guó)內(nèi)集裝箱組合房屋的設(shè)計(jì)規(guī)范僅給出了針對(duì)6m和12m標(biāo)準(zhǔn)集裝箱箱體的相關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)。同時(shí)集裝箱組合房屋也屬于組合裝配式輕鋼結(jié)構(gòu),對(duì)于組合裝配式輕鋼結(jié)構(gòu)的研究多見(jiàn)于整體性能分析及通過(guò)自攻螺釘連接的蒙皮效應(yīng)對(duì)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(guò)焊縫連接構(gòu)成。分析波紋板對(duì)框架抗剪性能的貢獻(xiàn)對(duì)充分發(fā)揮材料性能,節(jié)約能源有重

2、大意義,同時(shí)可以為該結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)規(guī)范的進(jìn)一步完善提供依據(jù)。對(duì)于沿海地區(qū)風(fēng)荷載起控制作用時(shí)該墻板的受力性能分析未見(jiàn)于相關(guān)文獻(xiàn)中。本文針對(duì)此問(wèn)題對(duì)集裝箱組合房屋的墻板進(jìn)行了抗剪性能和抗風(fēng)性能的試驗(yàn)研究。
　　首先,通過(guò)對(duì)相同尺寸的無(wú)焊接波紋板的方鋼管框架和焊有波紋板的方鋼管框架進(jìn)行水平荷載作用下的抗剪性能對(duì)比試驗(yàn),結(jié)果表明波紋板對(duì)框架的側(cè)向支撐作用明顯,可有效提高構(gòu)件的平面內(nèi)抗彎剛度和承載力。無(wú)波紋板時(shí),方鋼管框架發(fā)生強(qiáng)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(qiáng)度破壞。
　　其次,利用ANSYS軟件對(duì)無(wú)焊接波紋板的方鋼管框架進(jìn)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(duì)焊接波紋板的方鋼管框架進(jìn)行非線性屈曲分析:得到的荷載-位移曲線與實(shí)驗(yàn)的總體趨勢(shì)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(fēng)速作用下的風(fēng)荷載轉(zhuǎn)換為自由落體沖擊荷載,對(duì)集裝箱組合房屋墻板進(jìn)

4、行抗風(fēng)性能試驗(yàn)。結(jié)果表明:尺寸為1.2m×1.2m和2.2m×2.2m的試件能抵抗風(fēng)速為300km/h的風(fēng)荷載,抗風(fēng)性能良好;尺寸為3.2m×3.2m的試件的波紋板在風(fēng)速為300km/h的風(fēng)荷載作用下強(qiáng)度滿(mǎn)足要求,但剛度偏小。
　　第四,對(duì)三種不同尺寸的試件分別進(jìn)行均布風(fēng)荷載作用下的數(shù)值模擬分析,結(jié)果表明:三個(gè)試件的波紋板板中撓度和等效應(yīng)力的有限元結(jié)果均小于實(shí)驗(yàn)值;除1.2m×1.2m的試件外,其他試件的有限元結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果誤差較