低层冷弯薄壁轻钢结构体系在灾后重建中的实践与应用

论文摘要

冷弯薄壁型钢结构以其抗震性能好、环保节能、施工周期短、工业化程度高等优点被青木川灾后重建所选用,为恢复灾民的生产及生活带来了帮助。在国家积极推广钢结构住宅体系背景下冷弯轻钢结构体系的实践意义重大。但在我国广大农村地区冷弯轻钢结构的应用实践十分有限,尤其是在灾后重建背景下的应用更少,在这次汶川地震灾后重建中大规模的使用尚属首次,所以对它的设计方法、施工工艺及本土化改良方面的研究很有必要。通过对工程实践的总结,探索分析其间存在的问题也很有必要。本文主要工作有:(1)结合青木川长沙坝村的地理位置、交通情况、经济发展水平对冷弯轻钢援建工程的选址规划进行了分析,探索出政府统规统建模式下的集中安置最适宜当地;并结合当地土地有限、旅游潜力大及对当地建筑风格的保留等因素介绍了本工程在建筑设计方面的一些特点。(2)对冷弯薄壁轻钢结构的设计方法进行了研究,首先研究了结构水平地震作用的计算方法,在此基础上对墙体层间剪力的分配方法及其抗剪承载力计算方法进行了研究,并对青木川轻钢房屋各段墙体的抗剪承载力进行了计算,对房屋组合墙体的抗剪能力进行了验证;再次对抗拔、抗剪件、立柱及作为冷弯轻钢结构主要的水平承重构件的楼、屋面梁的受弯计算方法进行了研究,并结合青木川冷弯轻钢房屋对其设计中选用的构件进行了验算。(3)对冷弯轻钢结构体系的构造措施进行了全面总结,包括各种支撑在墙体中的加入及其效用;楼面的构造;悬臂梁的构造与连接;地脚螺栓的设置;墙体立柱和墙体之间连接的构造;上、下楼层抗剪墙体和楼盖的连接构造;屋架的构造等。(4)对冷弯薄壁轻钢结构体系的施工工艺做了全面介绍,结合青木川灾后援建冷弯轻钢房屋项目指出了施工中存在的问题并对存在问题的解决途径进行了一定的探索。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1. 绪论
• 1.1 背景
• 1.2 冷弯薄壁轻钢结构体系与其优点
• 1.2.1 冷弯薄壁轻钢结构体系介绍
• 1.2.2 冷弯薄壁轻钢结构的优点
• 1.3 国内外的研究及应用现状
• 1.3.1 国外的研究及应用现状
• 1.3.2 国内的研究及应用现状
• 1.4 本文主要研究内容及意义
• 2. 灾后重建中冷弯轻钢结构体系的选择及其建筑设计
• 2.1 青木川灾后重建模式的选择
• 2.2 青木川灾后援建房屋结构形式的选择
• 2.3 青木川长沙坝村灾后援建冷弯轻钢房屋的规划选址
• 2.4 青木川灾后援建冷弯轻钢房屋的建筑设计
• 2.4.1 青木川冷弯轻钢房屋的单体建筑设计方案的选择
• 2.4.2 青木川灾后援建冷弯轻钢房屋的单体建筑设计
• 2.5 本章小结
• 3. 冷弯薄壁轻钢结构的设计方法研究
• 3.1 青木川灾后援建冷弯轻钢工程概况
• 3.2 冷弯轻钢结构地震作用的计算
• 3.3 组合墙体的剪力分配及抗剪计算
• 3.4 抗拔件及抗剪件的计算
• 3.4.1 抗拔抗剪螺栓的计算方法
• 3.5 水平承重构件的计算
• 3.5.1 楼面梁、屋面梁的简化计算
• 3.5.2 楼面梁、屋面梁的计算方法
• 3.6 墙体立柱的计算方法
• 3.6.1 我国规范轴心受压构件的强度及稳定计算公式
• 3.6.2 长细比的计算公式
• 3.6.3 我国规范GB50018---2002 中有效宽厚比的计算公式
• 3.6.4 北美规范中有关有效宽度的计算公式
• 3.6.5 GB50018---2002 规范与北美规范有效宽度计算结果的比较
• 3.7 屋面檩条的计算方法
• 3.7.1 檩条的作用和截面形式的选择
• 3.7.2 檩条的计算公式
• 3.8 冷弯轻钢结构的构造措施
• 3.8.1 斜向、横向、交叉支撑的加入
• 3.8.2 楼面的构造
• 3.8.3 悬臂梁的构造与连接
• 3.8.4 抗拔件及抗剪件的设置
• 3.8.5 墙体立柱和墙体之间连接的构造
• 3.8.6 楼盖与上、下层抗剪墙体的连接构造
• 3.8.7 屋架的构造
• 3.9 本章小结
• 4. 冷弯薄壁型钢结构体系的施工工艺介绍
• 4.1 基础部分
• 4.2 墙体部分
• 4.3 覆面板材部分
• 4.4 屋架的安装
• 4.4.1 屋架的常见形式
• 4.4.2 屋架的具体做法
• 4.5 施工中存在的问题及解决途径的探讨
• 4.5.1 连接件、自攻螺钉的缺失及布置不规范现象
• 4.5.2 地脚螺栓的固定问题
• 4.5.3 地脚螺栓的锚固深度不达标问题
• 4.5.4 交叉支撑及水平钢带未张紧现象
• 4.5.5 铆钉间距与板缝宽度不当问题
• 4.5.6 材料的安装，运输及现场堆放
• 5. 结论与建议
• 5.1 结论
• 5.2 项目的建议
• 参考文献
• 致谢
• 附录