冷弯薄壁型钢墙体龙骨设计与研究

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随着我国住宅产业化和城镇化的不断推进,冷弯薄壁型钢住宅体系基于自身轻质高强、绿色环保、保温隔热以及预制化干作业的特点,受到越来越多的关注。冷弯薄壁型钢住宅体系在低、多层建筑建设中有着巨大的潜力。但是,我国针对该体系的探索应用还处于起步阶段。鉴于该墙体为承重体系,其承载力的大小、影响承载力大小的因素都需要进一步研究。因此,在冷弯薄壁型钢墙体龙骨设计中还有很多亟需解决的问题。本文在了解国内外有关冷弯薄壁型钢墙体龙骨承载力试验和理论的基础上,研究了传统冷弯薄壁型钢住宅体系的构造形式,详细分析了新型冷弯薄壁型钢住宅建筑中有关实心墙体的技术。新型实心墙由传统空心结构演化而来,在墙体龙骨一侧覆上有筋扩张网后,利用泵和喷枪将轻聚合物砂浆均匀的浇筑在墙体龙骨表面上和空隙中。这种实心结构不仅可以通过隔断热桥提高墙体的保温隔热性能,还能够有效的阻止墙体龙骨平面内外失稳,从而提高墙体龙骨的整体承载力。在对比研究国内外有关冷弯薄壁C型钢轴心受压构件的计算理论以及墙体龙骨设计理论后发现,冷弯薄壁型钢住宅体系主要依靠墙体承重,而墙体的承载力主要由构成墙体龙骨的立柱决定。墙体的其他构成材料,比如两侧覆板以及内部填筑材料只在阻止构件平面外失稳时起作用。针对冷弯薄壁型钢墙体龙骨的受力特点以及承载力影响因素,利用ANSYS有限元分析软件对四种不同工况的墙体龙骨建立实体模型。通过施加约束和荷载、求解以及后处理等一系列步骤,得到了基于本文假设的相关结果数据。根据结果数据,采用能量等效面积法确定了不同工况下墙体龙骨的屈服极限、屈服位移、极限荷载以及极限位移。通过回归分析的方式对不同立柱间距的冷弯薄壁型钢墙体龙骨荷载-位移曲线进行对比,结果表明,当龙骨间距增加时,龙骨的屈服极限和极限荷载有所降低,龙骨的屈服位移和极限位移有所增大。而比较不同龙骨立柱腹板开孔情况下的荷载-位移曲线时发现,当龙骨立柱腹板开有孔时,龙骨的屈服荷载、极限荷载以及极限位移均有所降低,只有屈服位移有所增大。
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