輕鋼住宅結(jié)構(gòu)體系的研究與應(yīng)用.pdf

1、隨著工程技術(shù)的發(fā)展和人們生活水平的提高，輕鋼住宅逐步受到人們的喜歡和市場(chǎng)的重視。本文在吸收國(guó)內(nèi)外已有輕鋼住宅結(jié)構(gòu)體系優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上主要研究一種新型的輕鋼住宅結(jié)構(gòu)體系——由薄壁矩形管柱+薄壁H型鋼梁+輕質(zhì)剪力墻組成的結(jié)構(gòu)體系，簡(jiǎn)稱(chēng)3L體系。 3L體系采用薄壁構(gòu)件，結(jié)構(gòu)柱采用薄壁矩形管柱，主梁采用薄壁H型鋼梁，次梁采用卷邊C型鋼。這樣在荷載較小的住宅結(jié)構(gòu)中采用質(zhì)量較輕、截面特性優(yōu)異的薄壁構(gòu)件，既能做到輕龍骨結(jié)構(gòu)體系的構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化與施工裝

2、配化，又能充分利用矩形構(gòu)件與H型構(gòu)件受力性能好的的優(yōu)點(diǎn)，做到大開(kāi)間、大空間，滿足建筑功能要求，并降低鋼材用量，具有較高的經(jīng)濟(jì)性。本文通過(guò)一雙拼別墅的算例，從3L體系的結(jié)構(gòu)布置、受力傳力特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)側(cè)移以及用鋼量指標(biāo)方面系統(tǒng)介紹3L體系的特點(diǎn)。 輕質(zhì)剪力墻是3L體系中重要的抗側(cè)力構(gòu)件，它是由卷邊C型鋼龍骨外包水泥纖維板組合而成的。輕質(zhì)剪力墻利用C型鋼龍骨固定并約束水泥纖維板，減小水泥纖維板的有效寬厚比，提高水泥纖維板的平面內(nèi)抗剪和抗

3、壓能力，使輕質(zhì)剪力墻具有較大的平面內(nèi)剛度。本文采用材料力學(xué)與結(jié)構(gòu)力學(xué)的相關(guān)理論對(duì)輕質(zhì)剪力墻進(jìn)行抗側(cè)剛度的理論分析，通過(guò)輕質(zhì)剪力墻抗側(cè)剛度試驗(yàn)對(duì)上述理論分析進(jìn)行驗(yàn)證，以確定輕質(zhì)剪力墻抗側(cè)剛度的計(jì)算公式，提出其設(shè)計(jì)方法。并在上述研究的基礎(chǔ)上嘗試采用ANSYS有限元分析的方法確定計(jì)算公式中的系數(shù)。通過(guò)上述較為深入的研究，本文找出了輕質(zhì)剪力墻特有的破壞方式和受力性能特點(diǎn)，給出了輕質(zhì)剪力墻水泥纖維板上的應(yīng)力分布情況，揭示了輕質(zhì)剪力墻在水平力作用下

4、的變形模式，推導(dǎo)出其水平剛度的計(jì)算公式，提出其設(shè)計(jì)方法。 梁柱插銷(xiāo)式節(jié)點(diǎn)是3L體系的配套技術(shù)，它是為了方便3L體系的施工而設(shè)計(jì)的。它既連接上下柱，又連接梁與柱。柱與節(jié)點(diǎn)的連接通過(guò)新開(kāi)發(fā)的白緊螺栓進(jìn)行，這種自緊螺栓可達(dá)到較高的剛接效果，使節(jié)點(diǎn)具有較好的受力性能。本文通過(guò)ANSYS有限元分析軟件，對(duì)插銷(xiāo)式節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力分布和對(duì)梁端約束的剛度進(jìn)行有限元分析，給出的不同壁厚、不同孔徑、不同構(gòu)造下的六個(gè)插銷(xiāo)式節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力分布情況，通過(guò)對(duì)比找出了