一般地，鋼格柵板水平方向鋪設(shè)，承受垂直于鋼格柵板平面的荷載，其結(jié)構(gòu)形式為：由負載扁鋼和橫桿按一定的間距經(jīng)緯排列而成格柵，在負載扁鋼和橫桿的每個交點處，通過焊接、鉚接或壓鎖將其固定。鋼格柵板通常應(yīng)用于石油化工、電廠、水廠、污水處理廠、市政工程、環(huán)衛(wèi)工程等領(lǐng)域。近些年，也有人將其引入隧道工程中用于不穩(wěn)定巖體的支護。但鋼格柵用作建筑結(jié)構(gòu)的主要承重構(gòu)件，在國內(nèi)尚屬首次。在目前各國規(guī)范中亦未有相關(guān)表述。為滿足工程實際的迫切需要，對工程結(jié)構(gòu)設(shè)計提供幫助，故對其進行試驗研究很有必要。
為此，本文通過7個足尺寸的鋼格柵墻體試件，進行了在不同受力條件下的試驗研究，其主要目的是研究鋼格柵墻體在靜力荷載和水平地震作用下的性能，并確定該種墻體的連接構(gòu)造是否有效、承載力和變形能否滿足工程要求。主要研究內(nèi)容包括：
（1）鋼格柵墻體試件在豎向靜力荷載作用下的工作過程、破壞形式及承載力；
（2）鋼格柵墻體試件在水平靜力荷載作用下的工作過程、破壞形式、剛度及承載力；
（3）鋼格柵墻體試件在水平低周反復(fù)荷載作用下的工作過程、破壞形式、剛度、耗能及承載力。
試件設(shè)計及制作
本試驗的主要目的是研究實際工程中的鋼格柵墻體在豎向及水平靜力荷載和水平低周反復(fù)荷載作用下的受力機理、破壞過程、破壞形式及其相應(yīng)的承載力。試件設(shè)計時，考慮到該種墻體的形式特殊，焊接部位眾多，工藝復(fù)雜，試件尺寸過小會帶來性能失真的問題，因此本試驗采用足尺寸試件。
試件共7個，其基本形式是：9片豎向長扁鋼以平行布置，其中兩側(cè)的邊框扁鋼厚10mm，中間7片厚8mm，扁鋼間距120mm，其上、下部各焊接一根140×90的角鋼作為天、地邊框；雙層中10光圓鋼筋穿過豎向長扁鋼上預(yù)沖出的圓孔，然后將鋼筋與扁鋼通過氣保焊絲焊接，從而將9片豎向長扁鋼連接成一格狀鋼結(jié)構(gòu)整體，雙層光圓鋼筋豎向間距60mm，構(gòu)成扁鋼的支撐點。為方便加荷，在試件地邊框下加焊了一根長1800mm的HK300b熱軋H型鋼底梁。然后，為與實際工程相同，將試件表層熱鍍了一層鋅。如圖2-1所示。
試件編號分別為SG-1、SG-2、SG-3、SG-4、SG-5、SG-6、SG-7，其構(gòu)造****一樣。根據(jù)試驗?zāi)康牡牟煌?個試件可分為三組：第一組，豎向靜力荷載試驗SG-1、SG-2、SG-3；第二組，水平低周反復(fù)荷載試驗SG-4、SG-5、SG-6；第三組，水平靜力荷載試驗SG-7。鋼格柵墻體試件的豎向長扁鋼和天地邊框的不等邊角鋼的鋼材為Q235，鋼筋為I級鋼筋。
實驗結(jié)果分析
本文通過7個足尺寸墻體試件在豎向靜力荷載、水平靜力荷載和水平低周反復(fù)荷載三種受力條件下的試驗研究，得到下面關(guān)于鋼格柵墻體靜力和抗震性能的幾個主要結(jié)論。
（1）在豎向靜力荷載作用下，鋼格柵墻體破壞時主要表現(xiàn)為平面外變形過大，其破壞形態(tài)為平面外整體失穩(wěn)破壞。墻體的豎向承載力高，并主要由墻體平面外的穩(wěn)定所控制，受墻體邊界條件影響很大。
（2）隨豎向荷載的增大，鋼格柵墻體的平面外變形發(fā)展比平面內(nèi)變形快且明顯，兩者均受墻體邊界約束條件的影響；根據(jù)本文試驗結(jié)果，墻體平面外失穩(wěn)破壞時，平面外****水平位移一般在32mm左右，而平面內(nèi)****水平位移則在6mm以內(nèi)，前者約為后者的5倍。與側(cè)向整體變形相比，鋼格柵墻體的豎向變形很小，受墻體邊界約束條件的影響也較小，并隨豎向荷載的增加大致按線性緩慢增大，****豎向位移在3mm以內(nèi)。
（3）試驗表明，在水平單調(diào)靜力荷載作用下，鋼格柵墻體的破壞過程分為彈性、彈塑性、塑性強化三個階段，并且具有很強的變形能力。本文提出了雙折線模型近似模擬墻體頂部的荷載一位移曲線。
（4）在水平低周反復(fù)荷載作用下，鋼格柵墻體的滯回曲線的骨架曲線與單調(diào)靜力荷載作用下的荷載一位移曲線類似，墻體先后呈現(xiàn)彈性和彈塑性性質(zhì)；耗能好、變形能力強、剛度退化緩慢，具有良好的抗震性能。
（5）在水平荷載作用下，由豎向扁鋼片與水平連接鋼筋構(gòu)成的鋼格柵墻體的內(nèi)部受力情況，與框架梁柱有相似之處，墻體的各豎向扁鋼片兩側(cè)受力性質(zhì)相反，墻體整體沒有所謂的中和軸。鋼格柵墻體的破壞過程的主要特點是：墻體內(nèi)部扁鋼片與連接鋼筋的焊點隨荷載的增大，陸續(xù)出現(xiàn)裂紋（縫），并不斷擴展。
（6）鋼格柵墻體的豎向扁鋼片是主要受力部件，連接鋼筋約束支撐扁鋼片，在三種受力條件下，墻體均可作為一個整體進行工作，表明鋼格柵墻體各扁鋼片之間采用雙層、直徑10mm、間距60mm的光圓鋼筋焊接的內(nèi)部連接構(gòu)造是有效的。
（7）鋼格柵墻體豎向承載力遠遠超過工程設(shè)計豎向荷載，并具有相對于設(shè)計水平荷載來說足夠的水平承載力，故該種墻體能夠滿足工程要求。
由于試驗條件和時間的限制，本文雖然研究了鋼格柵墻體在多種受力條件下的工作性能，但是要將這種墻體承重體系應(yīng)用到實際工程，還有許多工作要做，主要有以下幾個方面：
（1）鋼格柵組合墻體的工作性能的研究；
（2）軸壓比對墻體抗震性能的影響的研究；
（3）影響墻體豎向承載力和水平承載力因素的研究；
（4）應(yīng)用于實際工程的合理的連接鋼筋數(shù)量及連接方式的構(gòu)造做法等。
最后，從本文的試驗結(jié)果及分析來看，鋼格柵墻體的豎向承載力遠大于水平承載力，雖然具有良好的抗震性能，但是材料的利用不夠充分，需要加以改善，進行優(yōu)化設(shè)計；墻體的豎向扁鋼片和連接鋼筋焊點的飽滿程度與墻體的整體性有很大關(guān)系，在實際工程中必須保證焊點的質(zhì)量。
