高强冷弯薄壁型钢双面覆板墙体立柱轴压性能试验分析

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'高强冷弯薄壁型钢双面覆板墙体立柱轴压性能试验分析'
method can also be accepted and used easily by designers.Key words: high strength bold-岛rmed steel; wall studs; experimental study;finite element analysis: design method1 縱 1.1前言.12低层冷弯鯉型解构住宅体系… 1.3本勰號的背景和现实意义 1.4墙体立柱体系的国、内外相关研究概况…14」 国外研究概况… …? ??142国内研究概况 …15本文的主要1:作 ?2高强冷弯薄壁型钢双面舉极墙体立柱轴压试验研毙2.1试那的帥容......“??2.1.1 趙瞄?““< :"?”2. E 勰w-2.2林也试件及试验装置2.2.1试件的材性……2.2.2试件及试件姐成..23關濮 -2.4试验加躱置? ??? ???????? ?“???…8??? 8? ?? ? ???????W...1012? “????? ::.13 14 14 .14r?_15 15…二15 17.—:」8?.…2021 ??_ 1???:.?. 212.5测点布置…2.6试件对中、加载制度、试验现象及试验数据处理、2.6.1 斛对申……“-??? 2.6.2加輔度….… 2.6.3 试验现象. 2.7试验般处理 2.7.1 械-应变峨.....2.7.2荷载-抽向位移曲线“2.8试验勰及分析 -2.8.1墙体立柱极限荷飙破坏模式.2.8.2试麟果初步分析 2.9 本章小结 … 3 高强冷弯薄壁型钢双面覆板墙体立柱轴压性能有限元分析….3.1引言“… …3.2有限元分析模型的建立…....321单元类型选取和网格划分3.2.2林料龍的錠 、 - - ??…2332 3非线性问题的分析 …… ?…” ??: 243.2.4自攻賄模贴边界条件处理 ?????????….… ??? 263.2.5 加载方式模拟 ?????????? ?? … ??…: 27:. 273.3有限元分析结果与试验结果比较???? ? ????3?3?23.3.3破坏模式比较…3?3.1 有限元计算的极限荷载与试验结果比较 ■: 28293.4有限元参数分析???303.4.1立柱间跑对轴压承载力的影响分析3.4.2墻面板对轴压承载力的彫响分析 ……?????? 303.4.3 拉条及铜板接缓对轴压承载力的影响分析 ???.. ??一323.4.4翕间距对输压承裁力的瞬 … … …….33? M? ???????????????????????????????????ft 7 ■3.5本章小结….…g… 4高强冷弯薄壁型钢双丽覆板墙体立柱轴压承载力实用设计方法分析研究……364.1引言 4.2北美轻钢规范关于墙体立柱轴压承载力求解方法简介… 364.3关于本文墙体立柱轴压承载力理论计算方法探讨.....???..…… 404.3.1 墙体立柱极限承载力的确定 … ………… ??………… 404.3.2稳定系数的錠…?…- 404.3.3有敘零度的砸定 - 424.3.4计算结果与试验值对比分析………?…… … 454.4本章小结??? ? ?? ? 48翳?? ?“??…? ??505.1本文投工作… 505.2本文主要匏.5.3对啟研血作鳩鞠建议..50..52致谢. 53攻读硕土学位期间论文发表及参与科研情况::. 参考文献 55 附录 G550级钢醐辞板材材性试验根帥?itI纟吉论1.1前言冷弯薄壁型钢具有轻质高强、便于加工、施工简便、速度快等优点,近年來己 被广泛应用于建筑业中的屋架、刚架、网架、模条、平台、墙梁、支撑、龙骨、 屋面板、楼板、墙板、门窗以及容器、管道、固栏等。近十余年,由于环:妥试 的可持续发展要求,冷弯薄壁型钢低层住宅作为一种新型结构体系在美国、日本、 澳大利亚等国家广泛应用。据有关资料显示,在美国1993年采用冷弯薄壁型钢建 造的低层别墅住宅达15000幢,1996年建造约75000幢,预计2002年此类冷弯薄 壁型钢低层住宅建筑将增加5倍。这些国家还制定了相应设计规范、于?册。|1近几 年,在我国也开始兴建此类低层住宅建筑,由于国内缺乏研究、设计资料,冷弯薄 壁型钢低层住宅发展较睦。为此,建设部2002年将研发这类新型低层住宅结构列 入关键技术研究项冃,并组织人员编制此类房屋设计标准。本文试验研究的内容即 为建设部主项的研究项目的?部分。因此,本文试验研究将对开发低层冷弯薄壁 型钢住宅在我国的应用具有现实意义。1.2低层玲弯薄壁型钢结构住宅体系冷弯薄壁型钢低层住宅体系(7」是一种以冷弯薄壁型钢构件和轻型极材如石膏 板、OSB板、铜板等共同作为承重和维护结构的新型住宅。该房屋最主要的构件为 墙体立柱体系,出图1. J可见,房屋的屋面、楼面均支撑在墙体 立柱上,官们承 受的坚向荷载、风荷载、地震荷载等均通过墙体立柱传至基础。墙体体系包括墙体骨 架和墙面板两部分。骨架由墙架立柱、上下槽钢导轨、扁铜拉条经自攻螺钉连接而成。 墙面板一方面作为墙体的围护结构,另 一方面也为墙体立柱骨架提供了很好的 侧向支撑和扭转约束作用,从 而提高了墙体立柱体系的抽压承载力。近年来,冷弯薄壁型钢住宅在国内外得到了广泛应用和发展(3J O在美国,为加快这种房屋体系的应用,由全国住宅房屋研究中心(NAHBRC)、 美国钢铁学会(A1S1)和美国城镇住房开发部(DHUD)等机构,组织并编制这类 轻钢房屋体系(卜3层)设计、建造标准,并实现了设计标准化、图表化,在北美 称之为"惯用法"(Prescriptive Method)。在澳洲,薄板轻制房屋体系也有较快 发展,由搏恩格钢铁(Blue Scope Steel)、悉尼fc学研究和开发,澳大利亚钢铁协 会(AISC)及澳大利亚标准委员会(ASC)分别于1991年、1993年先后二次颁布 了这类薄板轻钢房犀体系(1?2层)的设计标准AS2623J993。此外,澳洲新西兰 海狮(Hayes)公司研制了 一种专门用于轧制博根轻钢房屋体系构件的万能轧机, 配合这套轧机,海狮公司还研发了 一套海狮CAD、CAM软件。在日本,白1996年 阪神大地震后,由新日铁等几家钢铁、钢构公司研究、开发研制了薄板轻钢房屋体 系,口本钢铁协会薄板轻钢委员会于2002年颁布了这类薄板轻钢房屋体系。层以下) 的设计于?册。目前11本每年建造薄板轻钢房屋别墅、公寓等约 万余幢。薄极轻铜 房屋
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