【摘要】：傳統(tǒng)輕鋼龍骨體系在中國已逐漸發(fā)展多年,這種體系具備許多優(yōu)點(diǎn),然而由于存在自身不足無法在國內(nèi)得到進(jìn)一步推廣。本文提出一種外包發(fā)泡混凝土帽鋼龍骨體系,旨在通過帽鋼和發(fā)泡混凝土的自身優(yōu)勢來彌補(bǔ)傳統(tǒng)輕鋼龍骨體系的不足,同時通過了解其軸壓性能為工程實(shí)際應(yīng)用提供依據(jù)。本文取外包發(fā)泡混凝土墻體中的墻柱試件作為軸壓試驗(yàn)研究對象,并對試驗(yàn)材料帽鋼和發(fā)泡混凝土進(jìn)行材料力學(xué)性能試驗(yàn),得到相應(yīng)強(qiáng)度和本構(gòu)關(guān)系。軸壓試驗(yàn)的組合試件包括三種強(qiáng)度的發(fā)泡混凝土和六種厚度的帽鋼柱共計18個,在加載直至破壞的過程中記錄荷載,軸向、水平位移,柱中應(yīng)變以及破壞形式,得到軸壓承載力對比、荷載-位移曲線和荷載應(yīng)變曲線等。由試驗(yàn)結(jié)果可知墻柱在包裹發(fā)泡混凝土后承載力提升,剛度增大,受力性能良好。在試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,本文使用ABAQUS軟件對帽鋼龍骨發(fā)泡混凝土柱進(jìn)行有限元模擬分析,建立與試驗(yàn)情況相符的帽鋼、發(fā)泡混凝土以及支座連接件等部件,并模擬實(shí)際受力情況將其組裝,最終得到模擬結(jié)果,包括軸壓承載力,結(jié)構(gòu)剛度,帽鋼屈曲形態(tài)和發(fā)泡混凝土裂紋分布。通過有限元計算分析得到的受力性能和破壞模態(tài)(包括帽鋼和發(fā)泡混凝土)結(jié)果與試驗(yàn)相似,從而驗(yàn)證了有限元模型的正確性。通過符合實(shí)際的有限元模型,本文進(jìn)而分析發(fā)泡混凝土輕鋼龍骨墻柱極限承載力的影響因素,包括混凝土強(qiáng)度等級、帽鋼厚度、帽鋼伸出長度和帽鋼腹板開孔。通過有限元分析得到各因素作用下的極限承載力,歸納出每種因素對承載力的影響程度和相互間規(guī)律,為本新型輕鋼體系應(yīng)用于工程實(shí)際設(shè)計與計算奠定基礎(chǔ)。
[Abstract]:The traditional light steel keel system has been developed for many years in China. This system has many advantages, but it can not be popularized in China because of its own shortcomings. In this paper, a kind of outer foamed concrete cap steel keel system is proposed, which aims to make up for the deficiency of traditional light steel keel system through the advantages of cap steel and foamed concrete, and to provide the basis for practical engineering application by understanding its axial compression performance. In this paper, the specimen of the wall column in the outer foamed concrete wall is taken as the research object of axial compression test, and the mechanical properties of the test material cap steel and foamed concrete are tested, and the corresponding strength and constitutive relation are obtained. The combined specimens of axial compression test consist of three kinds of strength foamed concrete and six thickness cap steel columns. The load, axial direction, horizontal displacement, strain in column and failure form are recorded during loading to failure. The load-displacement curves, load-strain curves and so on are obtained. The test results show that the bearing capacity of the wall column is increased, the stiffness is increased, and the mechanical performance is good. On the basis of the test, the finite element simulation analysis of cap steel keel foamed concrete column is carried out by using ABAQUS software, and the cap steel, foamed concrete and support connectors are established in accordance with the test results. Finally, the simulation results are obtained, including axial compression capacity, structural stiffness, buckling shape of cap steel and crack distribution of foamed concrete. The results obtained by finite element analysis (including cap steel and foamed concrete) are similar to those obtained from the test, which verifies the correctness of the finite element model. According to the actual finite element model, this paper further analyzes the influence factors of ultimate bearing capacity of foamed concrete light steel keel wall column, including concrete strength grade, cap steel thickness, cap steel extension length and cap steel web opening. Through the finite element analysis, the ultimate bearing capacity under the action of various factors is obtained, and the influence degree and mutual law of each factor on the bearing capacity are summed up, which lays a foundation for the application of the new light steel system in engineering practical design and calculation.
【學(xué)位授予單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TU398.9

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2424394