筑巢轻钢龙骨组合墙体承载力分析

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1、学校代码10530学号201431131964分类号TU392.1密级公开硕士学位论文筑巢轻钢龙骨组合墙体承载力分析学位申请人肖坚指导老师印长俊副教授学院名称土木工程与力学学院学科专业建筑与土木工程研究方向结构工程二零一七年十月万方数据AnalysisofCarryingCapacityontheCompositeWallofNestedLight-gaugeSteelCandidateXiaoJianSupervisorAssociateProfessorYinChangjunCollegeCollegeofCivilEn

2、gineeringandMechanicsProgramArchitecturalandCivilEngineeringSpecializationStructuralEngineeringDegreeMasterofEngineeringUniversityXiangtanUniversityDateOct,2017万方数据湘潭大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研

3、究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湘潭大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日I万方数据摘要轻钢结构住宅所采用材料大都为高强度的冷弯薄

4、壁型钢，同时住宅大部分结构体系都可在现场或者工厂直接进行模板拼装，因此施工速度快、施工过程中不会产生大量的废弃材料以及对环境造成严重污染；与传统的砌体结构住宅和木住宅相比，具有节能环保、居住舒适、保温等优点，得到了国家相关政策的推广。轻钢结构住宅的组合墙体一直在不断的改进和发展，本文选用的研究对象“筑巢轻钢龙骨组合墙体”是在加拿大的“无比钢龙骨结构”基础上发展而来，是一种新型的结构体系。本文探讨了不同参数下的组合墙体，分别在静力与动力作用下的表现，主要研究内容和结论包括：首先，使用ANSYS软件建立并对比验证了组合墙体有限元

5、模型，墙立柱和桁架梁以及支撑采用梁单元BEAM188模拟，自攻螺钉的半刚性连接使用弹簧单元COMBINE39单元模拟，连接件使用LINK8单元模拟。最后结果验证了有限元模型能够准确的模拟出组合墙体在极限荷载下的相应位移。其次，针对高宽比、板带材质、立柱和支撑的薄壁厚度、开洞率、轴压比对组合墙体的影响进行静力研究，得到不同参数下的最大承载力，并分析其内力大小与分布情况。结果表明：在一定范围内高宽比对组合墙体的影响较大，随着高宽比的减小，组合墙体承载力增大；立柱与支撑作为主要受力构件，提升薄壁厚度能较大幅度提升组合墙体承载力，其

6、中提升立柱的厚度对增加组合墙体承载力有着更高的效率；开洞率和轴压比都会对组合墙体的承载力有一定的削弱作用；板带材质随着弹性模量的提高，会在一定程度上提升组合墙体承载力，在3800MPa之后提升作用将会减小。最后，针对几种典型的影响参数，如开洞率、轴压比、立柱和支撑厚度，对组合墙体进行动力分析。分析组合墙体在低周往复荷载作用下的耗能系数，模态分析中得到其各自的自振频率，以及时程分析中在EI-centro波和汶川波的作用下分别考虑多遇地震烈度和罕遇地震烈度组合墙体的顶点最大位移和加速度放大系数。结果表明：不同参数下的组合墙体耗能

7、系数基本都小于0.5，在这一方面组合墙体还需要加强；在地震时程反应分析中，不同参数下组合墙体的层间位移都满足规范要求；罕遇地震作用下，两种地震波的加速度放大系数都小于1.0，在多遇地震作用下，在EI波中加速度放大系数在1.6左右，在汶川波中加速度放大系数小于1.0。关键词：轻钢结构；组合墙体；开洞率；高宽比II万方数据AbstractLightsteelstructureresidentialmaterialsusedmostlyhigh-strengthcold-formedthin-walledsteel,whilemo

8、stoftheresidentialstructureofthesystemcanbedirectlyon-siteorfactorytemplateassembly,sotheconstructionspeed,theconstructionprocesswillnotproduceal