冷彎薄壁型鋼組合墻體承載力研究.pdf

1、近年來(lái)，冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)低層住宅建筑在北美、歐洲、日本、澳洲等發(fā)達(dá)國(guó)家住宅建筑中占有越來(lái)越大的比重，已逐漸替代了傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)的住宅，為越來(lái)越多的人們接受和喜愛。隨著我國(guó)鋼產(chǎn)量逐年上升和人們對(duì)居住環(huán)境的要求越來(lái)越高，能提供舒適居住環(huán)境的這種住宅體系在我國(guó)擁有著較為廣闊的應(yīng)用和發(fā)展前景。 組合墻體是冷彎薄壁型鋼低層住宅體系的主要承重單元，起著維護(hù)和承重的雙重作用。典型的組合墻體由C形龍骨柱和頂梁、底梁組成鋼骨架，外側(cè)OSB板和內(nèi)側(cè)石膏

2、板通過自攻螺釘與鋼骨架相連構(gòu)成組合墻體。針對(duì)此類結(jié)構(gòu)開展深入研究，對(duì)于推動(dòng)鋼結(jié)構(gòu)綠色住宅產(chǎn)業(yè)化發(fā)展及應(yīng)用將起到重要作用。本文在國(guó)內(nèi)已有研究成果基礎(chǔ)上針對(duì)組合墻體的受力性能開展了較為全面的理論分析和研究。 冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)體系在進(jìn)行內(nèi)力分析時(shí)，傳統(tǒng)計(jì)算方法僅考慮結(jié)構(gòu)骨架(裸結(jié)構(gòu)) 承載，忽略組合墻體中罩面板的貢獻(xiàn)。本文研究結(jié)果表明：考慮罩面板的支撐作用后，可以顯著提高結(jié)構(gòu)的極限承載力，減小柱截面的面積，降低工程造價(jià)，經(jīng)濟(jì)效果顯著。

3、不考慮罩面板支撐作用的組合墻體在豎向荷載作用下的承載力主要取決于龍骨柱自身的屈曲承載力。本文將理論計(jì)算值同試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析比較后確定了受頂梁和底梁約束的龍骨柱的計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)，推導(dǎo)出了準(zhǔn)確計(jì)算龍骨柱屈曲承載力的公式。 有罩面板支撐的組合墻體軸向承載力計(jì)算基于兩種模型，一種將罩面板對(duì)龍骨柱的支撐作用假定成連續(xù)彈簧支撐；另一種將罩面板對(duì)龍骨柱的支撐視為蒙皮支撐作用。本文先對(duì)第一種模型進(jìn)行了研究，分析了兩端簡(jiǎn)支單軸對(duì)稱龍骨柱軸心壓力作用

4、下屈曲荷載計(jì)算方法。本文通過對(duì)基于蒙皮支撐模型的墻龍骨柱軸向承載能力的分析，推導(dǎo)了基于此模型墻龍骨柱的軸向承載力計(jì)算公式，并通過引入修正系數(shù)1/ξ，使計(jì)算結(jié)果非常接近組合墻體的實(shí)際承載值。 為分析不同設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)組合墻體軸向承載力的影響，采用MathCAD軟件編寫了組合墻體承載力計(jì)算程序-CWCP。該程序考慮了罩面板對(duì)龍骨柱的支撐作用，并可對(duì)龍骨柱屈曲應(yīng)力進(jìn)行非彈性修正，計(jì)算截面的有效面積，驗(yàn)證罩面板的剪應(yīng)變值，最終計(jì)算出組合墻體