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冷弯薄壁型钢组合墙体抗剪性能试验研究
摘要：
本文研究了冷弯薄壁型钢组合墙体的抗剪性能，通过试验研究了不同钢板厚度、钢板组合方式对于墙体抗剪性能的影响，以及在不同荷载下墙体的变形和破坏模式。研究表明，适当增加钢板厚度和采用多层钢板组合能够明显提高墙体的抗剪性能，同时在破坏前出现明显的裂缝也有利于延缓墙体的破坏。
关键词：冷弯薄壁型钢、组合墙体、抗剪性能、破坏模式
1.引言
随着建筑物的不断发展和更新，设计师们不断地探索更加先进的建筑材料和建筑技术，从而实现建筑物结构的高强度、抗震性能的提高。冷弯薄壁型钢作为一种新型的建筑材料，其广泛使用在建筑结构中，可以构成多种形式、不同性能的组合结构，可以大大提高建筑物的抗震性能和使用寿命。冷弯薄壁型钢以深度优化来扭转了之前的传统模式，其结构设计方法不仅可以满足基本的承载力需求，同时还可以降低结构重量、提高建筑物的灵活性和使用寿命，是一种值得广泛推广的新型建筑材料。
组合墙体作为一种冷弯薄壁型钢应用的典型案例，其结构简单，施工方便，密封性和抗震性能尤为出色，被广泛应用于多种建筑结构中。然而，由于墙体结构本身的缺陷和生产、安装的不规范，使得其抗震性能始终存在着很大的问题。在实际应用中，墙体主要承受水平荷载，因此其抗拉性能已经得到足够的关注，而抗剪性能则很少有人研究。本文主要通过试验研究了冷弯薄壁型钢组合墙体的抗剪性能，分析了墙体在不同荷载下的变形和破坏模式，以期提高其使用性能。
2.试验原理与设计
2.1试件材料
本试验采用了Q345B冷弯薄壁型钢板作为试片材料。试片由两个钢板组成，采用高强度螺栓连接，试片的长度和宽度各为600mm，厚度分别为1.6mm、2.0mm、2.5mm和3.0mm。试片的厚度选择取决于实际使用中的情况，其中厚度为1.6mm和2.0mm的试片被广泛运用于建筑结构中，对于超高层建筑结构，常使用厚度为2.5mm和3.0mm的试片材料。试件的几何形状如图1所示。
2.2试验设备
本试验采用液压伺服机作为试验设备，其最大荷载为100kN。在试验中，需要测量试件的垂直位移和水平位移，因此在试验设备上装配了位移计和变形测量仪。
2.3试验设计参数
为了研究不同厚度的冷弯薄壁型钢组合墙体在抗剪力下的性能差异，本试验设计了四组试件，分别为1.6mm、2.0mm、2.5mm和3.0mm的试件，每组试件均设计了4个试件，共16个试件进行抗剪性能试验。
试验过程中，试件的宽度和长度是固定的，荷载的应用方向与试件的宽向垂直方向相同，在荷载作用下，试件的变形情况和荷载值都需要进行记录和监测，以求得不同厚度的试件在抗剪性能方面的差异。
3.试验结果与分析
3.1抗剪性能
在试验中，可以得到不同厚度的试件在抗剪性能方面的最大承载力值，如图2所示。从结果可以看出，随着钢板厚度的增加，试件的最大承载力也随之增加，这一结果与预期一致。其中，厚度为3.0mm的试件具有最高的最大承载力，可达到262.5kN，比厚度为1.6mm的试件增加了79.5%。
3.2变形情况
试验过程中，测量墙体在不同荷载下的变形情况，可以得到墙体的稳定荷载范围和破坏荷载范围，如图3所示。可以看出，在墙体受到在一定范围内的荷载作用下，墙体的变形基本上是线性的，墙体能够稳定承载荷载。而在超过一定荷载范围之后，墙体的变形就不再是线性的，出现了破坏。
试验结果表明，墙体的破坏模式主要分为钢板弯曲和钢板裂纹两种。其中，钢板弯曲破坏主要出现在厚度为1.6mm和2.0mm的试件上，而钢板裂纹破坏则出现在厚度为2.5mm和3.0mm的试件上。
3.3破坏模式
试验结果显示，墙体的破坏模式对于抗剪能力有着重要的影响。在试验中发现，出现裂缝的墙体具有更好的抗剪性能，这与其能够分散荷载并增加墙体摩擦阻力有关。在试验中，厚度为2.5mm和3.0mm的试件出现了裂缝，相比于没有裂缝的试件具有更高的抗剪承载能力。
4.结论
本试验研究了冷弯薄壁型钢组合墙体的抗剪性能，通过试验研究了不同厚度和组合形式对于墙体抗剪性能的影响。试验结果表明，增加钢板厚度和采用多层钢板组合能够明显提高墙体的抗剪性能，而裂缝的出现也有利于延缓墙体的破坏。在墙体的实际应用中，需要根据具体情况选择合适的材料和组合方式，以提高墙体的使用性能和抗震性能。