浅谈冷弯薄壁c型钢梁柱半刚性节点实验及有限元分析

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1、分类号UDC密级——学号一名房火挚硕士学位论文论文题目：冷弯薄壁C型钢梁柱半刚性节点实验及有限元分析论文作者：黄J蓑嘉、掣名警蓉：崔佳副教授重庆大学申请学位级别：硕士专业名称：结构工程论文提交日期：2003年5月8El答辩日期：2003年6月6日学位授予单位：重庆大学授位日期：2003年6月30目答辩委员会主席：戴国欣教授论文评阅人：魏明钟教授但泽义教授级高工2003年5月8日重庆大学硕士学位论文中文摘要摘要在北美及欧洲等发达国家，冷弯薄壁轻钢龙骨结构体系是低层住宅建筑中被广泛采用的一种结构形式。与传统住宅结构相比，轻钢住宅具有标

2、准化程度高、空间布置灵活、抗震性能好、可工业化生产、建设周期短等特点。由于冷弯薄壁轻钢龙骨结构体系的特殊构造，如果按节点刚接的框架提取力学模型，将高估结构的承载能力；而如果按节点铰接的排架提取力学模型，当柱脚也采用此种构造形式时，又会形成机构，使计算无法进行。因此，为了合理正确地预测此种体系的实际受力性能，应在结构的分析和设计中考虑真实连接的非线性即半刚性连接的影响。本文取冷弯薄壁轻钢龙骨住宅钢结构中用自攻螺钉连接的C型钢梁柱节点为研究对象，对节点的连接性能作了如下三部分研究工作：(1)20个自攻螺钉连接试件的抗剪承载力试验。在参

3、照国外蒙皮连接试件实验标准的情况下，通过20个试件的试验研究和数据分析，初步了解自攻螺钉连接件的破坏模式，提出了自攻螺钉的实际材料性能指标。另外通过试验，还提出了保证自攻螺钉连接质量的具体措施。(218个足尺自攻螺钉连接的冷弯薄壁C型钢梁柱节点的试验。实验针对连接节点的刚度即连接的M一0曲线进行了测试，并着重研究梁柱节点的两种破坏模式，分析了板域的应力分布以及构件的板厚、连接螺钉的数量、直径以及螺钉间距对连接节点刚度的影响。最后，在采用非线性回归分析的基础上，拟合出～个M—e曲线的数学模型，供编制重庆市地方标准《轻型钢结构住宅技术

4、规程》参考。(3)通过梁柱节点的有限元模拟对比分析，进一步研究构件的板厚、连接螺钉的数量、直径以及螺钉间距对连接节点的刚度影响以及对板域的应力分布的影响。关键词：冷弯薄壁C型钢，自攻螺钉连接，梁柱节点，半刚性，M—e曲线，有限元分析重庆大学硕士学位论文英文摘要ABSTRACTInNorthAmericaandEuropedevelopedcountry,cold—formedthin—walledlightsteelstructuresystemintheresidentialhousingisakindofstructurefo

5、rmthatisadoptedextensively．Comparedwithtraditionalhousestructure，itissuchmanyadvantagesashighel"standardizing,assigningspaceflexible，goodperformanceoftheseismicresistantindustrializationproducingandshortconstructionperiodeta1．Becauseofcoldformed血血一walledlightsteelstru

6、cture’Sspecialconstruction，ifdrawsthemechanicsmodelaccordingtotherigidconnectionframe，thatwillbeover-evaluatedthebearingcapacityofthestructure；Andifdrawsmechanicsmodelaccordingtothepinnedconnectionframe，whenthefootalsoadoptsthiskindofstructuralformaccordingtotheframec

7、onnections，thatwillformorganization，andthecalculationwillbeunabletogoon．Soforbeingrationaltopredictthebearingcapacityofsystem，itshouldconsiderintheanalysisanddesignofthestructurethetruenonlinearityoftheconnections，thatistheinfluenceofthesemi-ri酉dconnection．Thisthesisf

8、etchescold—formedthin-walledCsteelbeam-to—columnconnectionswithself-drillingscrewconnectingforbeingresearchedobjectincold—fo