热轧型钢组合墙体抗剪承载力分析

论文摘要

目前,国内外对钢框架节点和钢构件的受力性能进行了较为广泛的研究,而对由钢框架单元组成的墙体整体受力性能研究的较少。随着钢结构在多高层建筑领域中的广泛应用,作者尝试建立一种新型墙体——钢结构组合墙体-钢框架单元,对钢框架的受力性能、破坏机理进行了全面系统的分析,不仅有着较大的理论意义,而且具有一定的工程应用价值。本文在查阅大量文献的基础上,采用非线性有限元方法对钢结构新型节能墙体单元和三种组合墙体在单调荷载作用下的抗剪承载受力性能进行了系统研究分析。文中对水平方向单调加载方式下的单元墙体和组合墙体的抗剪承载力进行了足尺数值模拟,同时考虑了材料非线性和几何非线性问题,采用塑性壳单元模拟墙体各构件,墙架柱和梁之间采用铰接方式连接,墙体的螺栓连接处采用耦合的方法处理,方程组求解方法由ANSYS程序自动选择。非线性模拟结果表明：螺栓间距增大,墙体的抗剪承载力减小；墙体的宽度增加使抗剪承载力降低,但是并不明显；墙体的墙架柱的间距加密,抗剪承载力增大；墙体的面板材料对抗剪承载力影响较大,面板为OSB时的抗剪承载力是石膏板的1.65倍。本文通过研究分析新型节能墙体的抗剪承载能力情况,总结分析墙体受力后的变形情况,通过对墙体开洞大小、螺栓间距等影响因素对节能墙体承载力影响进行分析,并对纯框架结构的抗剪承载力进行分析总结,为工程实践提供良好的理论依据,并为今后节能墙体的设计提供参考。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 选题的背景
• 1.2 新型墙体在国内外的发展和研究现状
• 1.2.1 新型墙体在国外的发展与研究现状
• 1.2.2 新型墙体在国内的发展与研究现状
• 1.3 新型墙体应用价值
• 1.4 本文研究内容
• 第二章 钢结构组合墙体-钢框架单元抗剪性能数值分析
• 2.1 概述
• 2.2 新型墙体拼接单元的模型设计及目的
• 2.3 有限元模型的建立
• 2.3.1 材料性能参数
• 2.3.2 单元类型的选取
• 2.3.3 钢框架单元有限元模型的建立
• 2.3.4 边界约束条件和加载制度
• 2.3.5 模型求解与结果后处理
• 2.4 钢结构组合墙体-钢框架单元抗剪承载力分析
• 2.4.1 有限元分析
• 2.4.2 有限元结果比较
• 2.5 本章小结
• 第三章 钢框架组合墙体抗剪性能数值分析
• 3.1 钢框架组合墙体模型设计
• 3.2 钢框架节能组合墙体有限元模拟分析
• 3.2.1 开洞组合墙体W2抗剪承载力分析
• 3.2.2 开洞组合墙体W3抗剪承载力分析
• 3.2.3 开洞组合墙体W4抗剪承载力分析
• 3.3 钢框架节能组合墙体参数分析
• 3.3.1 墙体开洞大小对节能墙体抗剪承载力的影响
• 3.3.2 螺栓间距对钢框架节能组合墙体抗剪承载力的影响
• 3.4 纯框架抗剪承载能力分析
• 3.4.1 无洞纯框架F1抗剪承载力分析
• 3.4.2 开洞纯框架F2抗剪承载力分析
• 3.4.3 开洞纯框架F3抗剪承载力分析
• 3.4.4 开洞纯框架F4抗剪承载力分析
• 3.4.5 有限元分析结果比较
• 3.5 本章小结
• 第四章 结论
• 4.1 结论与设计建议
• 4.2 后继工作
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表论文、参与科研和获奖情况
• 致谢