新型輕鋼龍骨組合墻體豎向極限承載力分析.pdf

1、隨著近年來我國鋼產(chǎn)量的不斷提高，鋼結(jié)構(gòu)正越來越多地運(yùn)用于建筑結(jié)構(gòu)，而輕鋼結(jié)構(gòu)是目前發(fā)展最快，發(fā)展前景最被看好的結(jié)構(gòu)形式，并廣泛應(yīng)用于低層民用住宅和低層廠房。
　　 本文所研究的對象是一種新型的輕鋼龍骨結(jié)構(gòu)墻柱體系，這種結(jié)構(gòu)體系由鋼骨架和覆面材料共同組成，共同承擔(dān)荷載。小桁架柱構(gòu)成了墻柱體系的鋼骨架，小桁架柱由兩根方鋼管由V型連接件通過自攻螺釘相連接；支撐墻體一般采用彩鋼板、石膏板、OSB板等，墻體通過自攻螺釘與鋼骨架相連形成墻柱

2、體系。此外為了提高墻柱體系的承載力，也可在墻體兩側(cè)交叉設(shè)立抗拉鋼帶，通過自攻螺釘與方鋼管相連。
　　 本文通過理論分析和有限元軟件SAP2000分別計(jì)算得到了兩側(cè)不同覆面材料的新型輕鋼龍骨結(jié)構(gòu)墻柱體系的屈曲模式、線性屈曲荷載以及極限承載力。通過對比這兩組解，分析結(jié)果的合理性，進(jìn)而為實(shí)際工程設(shè)計(jì)提供合理化的方法與建議。
　　 本文的研究工作主要包括以下內(nèi)容：
　　 1.分析并確定兩側(cè)覆面材料不同的輕鋼龍骨結(jié)構(gòu)墻柱體

3、系在兩端鉸支邊界條件下的屈曲模態(tài)。
　　 2.利用能量法建立起墻柱體系的總勢能方程，并通過勢能駐值原理，得到了各階線性屈曲荷載。
　　 3.通過引入初始幾何缺陷，求出穩(wěn)定系數(shù)，進(jìn)一步得到墻柱體系的非線性屈曲荷載，即為極限承載力。
　　 4.利用有限元軟件SAP2000，建立墻柱體系的有限元模型，得到墻柱體系的屈曲形式和臨界屈曲荷載。
　　 5.將理論分析計(jì)算得到的結(jié)果與有限元軟件計(jì)算所得結(jié)果進(jìn)行對比，驗(yàn)證

4、理論分析結(jié)果的可靠性。
　　 6.對比有無墻體支撐兩種情況下，小桁架柱的承載力，分析墻體支撐對結(jié)構(gòu)體系的作用。
　　 通過本文的研究可以得到以下研究成果：
　　 1.兩側(cè)覆面材料不同的輕鋼龍骨結(jié)構(gòu)墻柱體系在兩端鉸支邊界條件下可能的屈曲形式有三種：
　　 a.弱側(cè)覆面材料的方鋼管在墻體平面內(nèi)屈曲
　　 b.小桁架柱與覆面材料共同在墻體平面外屈曲
　　 c.方鋼管立柱段局部屈曲
　　

5、2.對于墻柱體系在平面內(nèi)屈曲的情況，覆面材料可以顯著提高墻柱體系在平面內(nèi)的臨界屈曲荷載，提高墻體平面內(nèi)的穩(wěn)定性；對于墻體平面外的穩(wěn)定，覆面材料由于其抗彎剛度較小，未能顯著提高墻體平面外的穩(wěn)定性，而平面外屈曲荷載會隨著墻柱體系的高度增加而顯著下降。
　　 3.組合墻體的有限元屈曲分析結(jié)果與理論計(jì)算結(jié)果較為接近，表明本文提出的屈曲模態(tài)及其屈曲荷載的計(jì)算合理可靠。
　　 4.對于新型的輕鋼龍骨結(jié)構(gòu)墻柱體系，由于小桁架柱截面形式