无比轻钢龙骨小桁架建筑体系主要来源于加拿大,是一种新型的钢结构体系,具有标准化程度高、空间布置灵活、抗震性能好、可工业化生产、建设周期短、环保和节能等特点,近20年来在北美等地得到了广泛的应用,但主要应用于低层住宅。把无比轻钢龙骨小桁架建筑体系引进到我国并用于多层住宅,完全符合国家产业政策,具有广泛的应用前景。 无比轻钢龙骨小桁架建筑体系是由小桁架等基本单元组合而成的,构造复杂,目前在我国尚无相应的设计标准和规范,须进行试验研究和理论分析。 武汉理工大学针对无比轻钢龙骨小桁架建筑体系的桁架梁、桁架柱、墙体、节点以及整体结构做了一系列的试验研究和有限元分析,并设计了一栋五层的教学综合楼和一栋六层住宅楼,为无比轻钢龙骨小桁架建筑体系在中国的推广和应用提供参考和依据。 本文以无比轻钢龙骨体系整体结构为研究对象,提出了整体结构的简化计算模型,在此基础上对多层住宅进行了有限元分析。具体工作如下: 1、介绍了无比钢结构的组成及做法,提出了整体结构的有限元建模方法。模型中,桁架柱采用三维梁单元模拟,其等效弯曲刚度利用弯曲试验直接获得。 2、利用ABAQUS软件有限元分析软件,采用本文所提的简化计算方法,对两层无比轻钢龙骨体系进行了在地震荷载作用下的动力反应分析,并与振动试验数据进行了比较,两者符合较好,从而验证了整体有限元建模方法的正确和可行性。 3、在本文所提简化方法的基础上,分别建立了五层教学楼和六层住宅楼等典型无比轻钢龙骨体系的整体有限元计算模型,并通过分析得到了结构在设计荷载作用下的变形和应力。 研究表明:本文提出的针对无比轻钢龙骨体系整体结构的有限元简化计算方法简单适用,方便可靠,可为此类结构的设计和应用提供参考。