輕鋼框架-加氣混凝土砌塊組合墻體抗側(cè)性能有限元分析.pdf

1、格構(gòu)輕鋼是近年來出現(xiàn)的一種新的輕鋼龍骨體系，以其自重輕、可高度工業(yè)化、工期短、濕作業(yè)少、抗震性好、造價低、綠色環(huán)保可回收等優(yōu)點，而越來越多為人所知，并被推廣應(yīng)用于低、多層房屋住宅中。這種結(jié)構(gòu)體系墻體仍由密排的格構(gòu)片柱和格構(gòu)方柱組成，相對于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)有不密實的缺點，且管壁較薄容易發(fā)生局部或整體失穩(wěn)，從而降低了其極限承載力。為解決格構(gòu)輕鋼龍骨體系墻體的上述兩點不足，將墻體中格構(gòu)方柱組成的格構(gòu)輕鋼框架、蒸壓加氣混凝土砌體及包裹格構(gòu)輕鋼框架

2、的發(fā)泡混凝土組合成一種新型輕鋼框架-蒸壓加氣混凝土砌塊組合墻體。本文以輕鋼框架-蒸壓加氣混凝土砌塊組合墻體為研究對象，首先簡要地介紹了墻體的組成、做法及特點。為了解不同材料的力學(xué)性能，論文在展開理論研究之前，對蒸壓加氣混凝土砌塊、發(fā)泡混凝土、砂漿和鋼材均做了彈性模量和極限抗壓強度試驗，在參考相關(guān)文獻(xiàn)和理論成果的基礎(chǔ)上得到了四種材料的受拉和受壓應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系。
　　本研究利用ABAQUS有限元軟件，分別建立了格構(gòu)輕鋼框架及組合墻體的有

3、限元模型，其中，格構(gòu)輕鋼框架中的鋼管和連接件分別簡化為梁單元。為簡化計算，僅沿厚度方向取出一半的組合墻體進行建模分析。組合墻體建模時，格構(gòu)框架中的鋼管和連接件簡化成梁單元，并嵌固于二維實體的發(fā)泡混凝土中。若干蒸壓混凝土砌塊也被分別簡化為二維實體單元，通過模擬砂漿的 cohesive單元連接。而發(fā)泡混凝土和蒸壓混凝土砌塊之間直接通過merge命令組合在一起。在提出的輕鋼框架-蒸壓加氣混凝土砌體組合墻體簡化計算模型的基礎(chǔ)上，對組合墻體進行了

4、水平荷載作用下的抗側(cè)剛度和承載力的分析，并與試驗結(jié)果進行了對比，從而驗證組合墻體理論建模方法的合理性。在組合墻體有限元模型的基礎(chǔ)上，分析了影響組合墻體抗側(cè)承載力和抗側(cè)剛度的若干因素，包括蒸壓加氣混凝土砌塊、砂漿和發(fā)泡混凝土的強度等級以及輕鋼框架鋼管的厚度。結(jié)果表明：輕鋼框架-砌塊組合墻體相比于輕鋼框架的抗側(cè)極限承載力和剛度均有顯著提高；提高蒸壓加氣混凝土砌塊、發(fā)泡混凝土和砂漿的強度等級能明顯提高組合墻體的抗側(cè)極限承載力，但對墻體抗側(cè)剛度