【摘要】：基于有限元方法對(duì)一種新型低層冷彎薄壁鋼結(jié)構(gòu)住宅體系進(jìn)行了分析。分析包括三個(gè)層面:鋼龍骨、組合墻體和整體模型。在鋼龍骨模型中,分析不同的綴板間距對(duì)鋼龍骨的豎向承載力以及側(cè)向剛度的影響;在墻體模型中,分析了墻體面層材料和龍骨之間的相互作用(蒙皮效應(yīng))以及可能的破壞模式,并從中提取組合墻體的側(cè)向剛度以及設(shè)計(jì)方法;通過組合墻體模型的結(jié)果建立一典型住宅整體模型,分析整體結(jié)構(gòu)在地震作用下的反應(yīng)以及相應(yīng)的安全余度。結(jié)果表明,低層冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)具有較好的整體性能,能夠滿足設(shè)防烈度8度(0.20g)的承載力和變形要求,且安全儲(chǔ)備充足。
【圖文】：

表1構(gòu)件名稱截面屬性彈性模量(N/mm2)材料強(qiáng)度(N/mm2)鋼龍骨2C100×50×10×1206000310綴板—100×50×1206000310CSB板厚度t=10mm750010自攻螺釘直徑D=4．2mm206000500(a)組合鋼龍骨構(gòu)成(b)組合墻體構(gòu)成(單面板)圖1構(gòu)件組成2鋼龍骨有限元分析2．1鋼龍骨建模建立四種鋼龍骨模型:分離式鋼龍骨、組合龍骨1(綴板間距1000mm)、組合龍骨2(綴板間距500mm)、等效矩形龍骨，其中等效矩形龍骨截面具有與組合龍骨相同的雙向慣性矩。其中組合龍骨C形鋼和綴板通過兩個(gè)自攻螺釘進(jìn)行連接。模型選取的坐標(biāo)軸方向如圖2所示。圖2鋼龍骨模型坐標(biāo)方向及綴板布置對(duì)鋼龍骨進(jìn)行水平向和豎向承載力的模擬分析，水平模擬采用上下轉(zhuǎn)角固定進(jìn)行水平方向推覆，豎向模擬采用5mm偏壓分析。兩種加載模式見圖3。分析中，除等效矩形龍骨之外，其他龍骨考慮幾何非線性的影響。(a)水平向(b)Z向圖3加載模式2．2分析結(jié)果在X方向上，各龍骨模型的變形模式都相同。其中，分離式龍骨模型的側(cè)向剛度很低，為兩個(gè)C形鋼的側(cè)向剛度之和，在分析的極限位移100mm情況下仍未發(fā)生屈服;而矩形柱具有最大的側(cè)向剛度和最小的屈服位移;另外兩個(gè)組合龍骨的變形模式介于二者之間，同時(shí)隨著綴板間距的減小而越加接近矩形柱的性能。這種結(jié)果是和組合結(jié)構(gòu)的性能相一致的:矩形龍骨相當(dāng)于一個(gè)完全組合的柱截面，分離式龍骨相當(dāng)于一個(gè)組合度為0的柱截面，另外兩種則為組合系數(shù)不同的構(gòu)件。為保證格構(gòu)柱具有較大的側(cè)向剛度，建議取綴板間距為500mm，此時(shí)組合龍骨剛度和承載力均達(dá)到等效矩形截面的80%以上。構(gòu)件X向位移-力關(guān)系曲線見圖4。圖4鋼龍骨X方向上力-位移關(guān)系在Y方向上，由于綴板對(duì)結(jié)構(gòu)的組合在彈性階段影響較小，四個(gè)構(gòu)件的結(jié)果都很相近;進(jìn)入屈曲變形?

表1構(gòu)件名稱截面屬性彈性模量(N/mm2)材料強(qiáng)度(N/mm2)鋼龍骨2C100×50×10×1206000310綴板—100×50×1206000310CSB板厚度t=10mm750010自攻螺釘直徑D=4．2mm206000500(a)組合鋼龍骨構(gòu)成(b)組合墻體構(gòu)成(單面板)圖1構(gòu)件組成2鋼龍骨有限元分析2．1鋼龍骨建模建立四種鋼龍骨模型:分離式鋼龍骨、組合龍骨1(綴板間距1000mm)、組合龍骨2(綴板間距500mm)、等效矩形龍骨，其中等效矩形龍骨截面具有與組合龍骨相同的雙向慣性矩。其中組合龍骨C形鋼和綴板通過兩個(gè)自攻螺釘進(jìn)行連接。模型選取的坐標(biāo)軸方向如圖2所示。圖2鋼龍骨模型坐標(biāo)方向及綴板布置對(duì)鋼龍骨進(jìn)行水平向和豎向承載力的模擬分析，水平模擬采用上下轉(zhuǎn)角固定進(jìn)行水平方向推覆，豎向模擬采用5mm偏壓分析。兩種加載模式見圖3。分析中，除等效矩形龍骨之外，其他龍骨考慮幾何非線性的影響。(a)水平向(b)Z向圖3加載模式2．2分析結(jié)果在X方向上，各龍骨模型的變形模式都相同。其中，分離式龍骨模型的側(cè)向剛度很低，為兩個(gè)C形鋼的側(cè)向剛度之和，在分析的極限位移100mm情況下仍未發(fā)生屈服;而矩形柱具有最大的側(cè)向剛度和最小的屈服位移;另外兩個(gè)組合龍骨的變形模式介于二者之間，同時(shí)隨著綴板間距的減小而越加接近矩形柱的性能。這種結(jié)果是和組合結(jié)構(gòu)的性能相一致的:矩形龍骨相當(dāng)于一個(gè)完全組合的柱截面，分離式龍骨相當(dāng)于一個(gè)組合度為0的柱截面，另外兩種則為組合系數(shù)不同的構(gòu)件。為保證格構(gòu)柱具有較大的側(cè)向剛度，建議取綴板間距為500mm，此時(shí)組合龍骨剛度和承載力均達(dá)到等效矩形截面的80%以上。構(gòu)件X向位移-力關(guān)系曲線見圖4。圖4鋼龍骨X方向上力-位移關(guān)系在Y方向上，由于綴板對(duì)結(jié)構(gòu)的組合在彈性階段影響較小，四個(gè)構(gòu)件的結(jié)果都很相近;進(jìn)入屈曲變形?

00(a)組合鋼龍骨構(gòu)成(b)組合墻體構(gòu)成(單面板)圖1構(gòu)件組成2鋼龍骨有限元分析2．1鋼龍骨建模建立四種鋼龍骨模型:分離式鋼龍骨、組合龍骨1(綴板間距1000mm)、組合龍骨2(綴板間距500mm)、等效矩形龍骨，其中等效矩形龍骨截面具有與組合龍骨相同的雙向慣性矩。其中組合龍骨C形鋼和綴板通過兩個(gè)自攻螺釘進(jìn)行連接。模型選取的坐標(biāo)軸方向如圖2所示。圖2鋼龍骨模型坐標(biāo)方向及綴板布置對(duì)鋼龍骨進(jìn)行水平向和豎向承載力的模擬分析，水平模擬采用上下轉(zhuǎn)角固定進(jìn)行水平方向推覆，豎向模擬采用5mm偏壓分析。兩種加載模式見圖3。分析中，除等效矩形龍骨之外，其他龍骨考慮幾何非線性的影響。(a)水平向(b)Z向圖3加載模式2．2分析結(jié)果在X方向上，各龍骨模型的變形模式都相同。其中，分離式龍骨模型的側(cè)向剛度很低，為兩個(gè)C形鋼的側(cè)向剛度之和，在分析的極限位移100mm情況下仍未發(fā)生屈服;而矩形柱具有最大的側(cè)向剛度和最小的屈服位移;另外兩個(gè)組合龍骨的變形模式介于二者之間，同時(shí)隨著綴板間距的減小而越加接近矩形柱的性能。這種結(jié)果是和組合結(jié)構(gòu)的性能相一致的:矩形龍骨相當(dāng)于一個(gè)完全組合的柱截面，分離式龍骨相當(dāng)于一個(gè)組合度為0的柱截面，另外兩種則為組合系數(shù)不同的構(gòu)件。為保證格構(gòu)柱具有較大的側(cè)向剛度，建議取綴板間距為500mm，此時(shí)組合龍骨剛度和承載力均達(dá)到等效矩形截面的80%以上。構(gòu)件X向位移-力關(guān)系曲線見圖4。圖4鋼龍骨X方向上力-位移關(guān)系在Y方向上，由于綴板對(duì)結(jié)構(gòu)的組合在彈性階段影響較小，四個(gè)構(gòu)件的結(jié)果都很相近;進(jìn)入屈曲變形之后，由于矩形龍骨沒有考慮幾何非線性的影響其承載力極限略有提高，結(jié)果見圖5。在Z方向上，由于單根C形鋼的沿X方向上的慣性矩很小，分離式龍骨截面豎向承載力較低，且變形371

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 殷惠光,張躍峰;《低層冷彎薄壁型鋼建筑技術(shù)規(guī)程》編制背景[J];工程建設(shè)與設(shè)計(jì);2004年07期

2 殷惠光,張躍峰;冷彎薄壁型鋼建筑體系的墻架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J];工程建設(shè)與設(shè)計(jì);2004年12期

3 管昌生;趙祥禮;代慶生;;Z形冷彎薄壁型鋼連續(xù)墻梁的計(jì)算分析[J];國外建材科技;2006年02期

4 肖啟仁;樊江;;中國和北美冷彎薄壁型鋼有效寬度計(jì)算方法對(duì)比[J];四川建筑;2007年03期

5 曲鵬遠(yuǎn);劉永娟;孫長(zhǎng)江;王志剛;姜海燕;;冷彎薄壁型鋼的應(yīng)用與研究現(xiàn)況[J];科技風(fēng);2008年11期

6 曲鵬遠(yuǎn);劉永娟;孫長(zhǎng)江;王志剛;姜海燕;;冷彎薄壁型鋼的應(yīng)用與研究現(xiàn)況[J];中國建筑金屬結(jié)構(gòu);2008年12期

7 苗二萍;張景旺;劉小峰;;冷彎薄壁型鋼梁彎曲變形計(jì)算公式折減系數(shù)研究[J];河南理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2008年05期

8 田國平;南晶晶;呂金寶;;低層冷彎薄壁型鋼住宅及活動(dòng)房屋底盤的設(shè)計(jì)[J];鋼結(jié)構(gòu);2008年09期

9 惠穎;余巧萍;;我國規(guī)范用于計(jì)算其他強(qiáng)度冷彎薄壁型鋼梁的適用性[J];工業(yè)建筑;2009年S1期

10 袁衛(wèi)寧;常偉;李坤;;高強(qiáng)冷彎薄壁型鋼柱畸變屈曲研究[J];工業(yè)建筑;2009年S1期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 王樹坤;李元齊;沈祖炎;;高強(qiáng)冷彎薄壁型鋼研究現(xiàn)狀[A];第六屆全國現(xiàn)代結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2006年

2 武勝;張厚;王偉;;高強(qiáng)冷彎薄壁型鋼力學(xué)性能研究綜述[A];第九屆全國現(xiàn)代結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2009年

3 王麗娜;田國平;;冷彎薄壁型鋼活動(dòng)房屋中的底盤的設(shè)計(jì)[A];第六屆全國土木工程研究生學(xué)術(shù)論壇論文集[C];2008年

4 郭耀杰;翟偉;涂崇巍;;高強(qiáng)冷彎薄壁型鋼拉鉚釘連接受力性能試驗(yàn)研究[A];鋼結(jié)構(gòu)工程研究（七）——中國鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會(huì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定與疲勞分會(huì)2008年學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2008年

5 張偉;何�？�;蔣路;;冷彎薄壁型鋼構(gòu)件彈性畸變屈曲分析綜述[A];第七屆全國現(xiàn)代結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2007年

6 劉飛;李元齊;沈祖炎;;低層冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)抗震性能研究綜述[A];第九屆全國現(xiàn)代結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2009年

7 史紀(jì)生;常立輝;陳雪庭;;二汽工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)冷彎薄壁型鋼應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)與回顧[A];中國鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會(huì)成立二十周年慶典暨2004鋼結(jié)構(gòu)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2004年

8 薛發(fā);劉定榮;;再談冷彎薄壁型鋼住宅體系[A];第七屆全國現(xiàn)代結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2007年

9 王文可;廖芳芳;何�？�;王彥敏;;高強(qiáng)冷彎薄壁型鋼帽型截面兩跨連續(xù)檁條試驗(yàn)研究與直接強(qiáng)度設(shè)計(jì)法[A];第七屆全國現(xiàn)代結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2007年

10 秦雅菲;張其林;;冷彎薄壁型鋼住宅墻柱體系設(shè)計(jì)方法及數(shù)值分析[A];第五屆全國現(xiàn)代結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2005年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前1條

1 賈西貝;彩鋼超輕鋼結(jié)構(gòu)建造未來集成住宅[N];中華建筑報(bào);2010年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前5條

1 黃智光;低層冷彎薄壁型鋼房屋抗震性能研究[D];西安建筑科技大學(xué);2011年

2 馬廣閱;低層建筑冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的試驗(yàn)與理論研究[D];武漢理工大學(xué);2010年

3 秦雅菲;冷彎薄壁型鋼低層住宅墻柱體系軸壓性能理論與試驗(yàn)研究[D];同濟(jì)大學(xué);2006年

4 蔣路;卷邊槽形冷彎薄壁型鋼軸壓柱畸變屈曲的試驗(yàn)和理論研究[D];西安建筑科技大學(xué);2007年

5 王海明;冷彎薄壁型鋼受彎構(gòu)件穩(wěn)定性能研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2009年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 曹樹勝;異形截面冷彎薄壁型鋼軸壓構(gòu)件整體穩(wěn)定性能研究[D];山東建筑大學(xué);2016年

2 黃壯;風(fēng)吸力下蒙皮支撐Z形檁條臨界荷載簡(jiǎn)化計(jì)算方法[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2016年

3 苗二萍;冷彎薄壁型鋼梁彎曲變形分析研究[D];西安建筑科技大學(xué);2009年

4 王偉偉;冷彎薄壁型鋼C形及組合方管柱的極限承載力研究[D];浙江工業(yè)大學(xué);2009年

5 孫同麗;冷彎薄壁型鋼龍骨結(jié)構(gòu)體系應(yīng)用中若干問題的分析與研究[D];同濟(jì)大學(xué);2007年

6 李正春;冷彎薄壁型鋼鋼結(jié)構(gòu)住宅的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用研究[D];西安建筑科技大學(xué);2007年

7 林麗;冷彎薄壁型鋼桁架結(jié)構(gòu)力學(xué)性能分析與設(shè)計(jì)[D];長(zhǎng)安大學(xué);2011年

8 何鑫;水平荷載作用下冷彎薄壁型鋼住宅結(jié)構(gòu)側(cè)移理論研究[D];長(zhǎng)安大學(xué);2009年

9 吳傳偉;冷彎薄壁型鋼組合樓蓋整體承載性能理論與試驗(yàn)研究[D];華僑大學(xué);2009年

10 劉翔;高強(qiáng)冷彎薄壁型鋼壓彎構(gòu)件承載力設(shè)計(jì)方法試驗(yàn)研究[D];同濟(jì)大學(xué);2007年

本文編號(hào)：2785858