轻钢龙骨复合墙体抗剪性能研究

轻钢龙骨复合墙体抗剪性能研究

论文摘要

轻钢结构的构件制作工厂化和机械化程度高,商品化程度高,易于实现制作的标准化、模数化,具有环保、快速、高性价比等优点。在国外已经形成了一套完整的产业链,并有着与之相配套的设计规范、施工规范。我国在这一方面的研究刚刚起步,而且具有广阔的市场。轻钢龙骨复合墙体承载力的影响因素很多,找到合理有效的计算模型和方法,才能切实加快我国的轻钢龙骨体系住宅研究步伐。这种方法应能体现钢骨架、蒙皮及自攻螺栓的主要受力特点。轻钢龙骨复合墙体的抗剪性能与墙面板、自攻螺栓、斜拉钢带、钢骨架、墙体尺寸等因素有关。墙面板通过自攻螺栓与钢骨架连接成为一个整体,形成蒙皮效应,使复合墙体的抗剪能力得到很大提高。本文简化了复合墙体的模型,并突出自攻螺栓连接部位的建模模拟。对轻钢龙骨复合墙体做了建模和试验对比,得到了较好的结果。并利用SAP2000的API接口大量计算了新型轻钢龙骨体系“无比钢”的标准墙构件的抗剪能力。求得标准墙构件的最大抗剪承载力和相应的位移,并分析了各种因素对承载力的影响。分析了轻钢龙骨复合墙体的抗剪强度简化计算方法,并由这两种方法的假设条件得到墙体抗剪强度计算公式。对比试验值和有限元值得到相应的修正参数。同时通过SAP2000的连接单元结果输出处理,把桁架柱间距引入复合墙体抗剪强度计算公式,并证明与试验结果和有限元结果是一致的。论述了轻钢龙骨复合墙体的墙面板拉压条简化方法,得出抗剪刚度的计算公式。通过对试验数据和有限元数据的分析和公式对比,得到复合墙体抗剪刚度计算公式的修正参数。

论文目录

  • 中文摘要
  • Abstract
  • 第一章 绪论
  • 1.1 引言
  • 1.2 轻钢龙骨体系在国外的发展和研究
  • 1.3 轻钢龙骨体系在国内的发展和研究
  • 1.4 本文研究的体系
  • 1.5 本文主要内容和技术途径
  • 第二章 轻钢龙骨复合墙体有限元分析
  • 2.1 概述
  • 2.2 墙体破坏模式
  • 2.3 自攻螺栓连接性能
  • 2.4 有限元模型的验证
  • 2.5 有限元参数分析
  • 2.5.1 墙体高度、厚度和横撑对墙体抗剪能力的影响
  • 2.5.2 墙体宽度、OSB面数、桁架柱间距对墙体抗剪能力的影响
  • 2.6 本章小节
  • 第三章 轻钢龙骨复合墙体的抗剪强度
  • 3.1 前言
  • 3.2 复合墙体抗剪强度分析及计算公式推导
  • 3.2.1 采用整体法分析复合墙体抗剪强度
  • 3.2.2 采用剪力流法分析复合墙体抗剪强度
  • 3.2.3 复合墙体抗剪强度的计算公式
  • 3.3 本章小结
  • 第四章 轻钢龙骨复合墙体的抗剪刚度
  • 4.1 前言
  • 4.2 复合墙体抗剪刚度计算公式的推导
  • 4.3 墙面板等效拉压斜杆刚度EA的推导
  • 4.4 复合墙体抗剪刚度实用计算公式
  • 4.5 复合墙体抗剪刚度计算值对比试验和有限元数据
  • 4.6 本章小结
  • 第五章 结论和建议
  • 5.1 主要结论
  • 5.2 建议
  • 参考文献
  • 攻读硕士期间公开发表的论文
  • 致谢
  • 相关论文文献

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