不同墙板材料轻钢龙骨组合墙体抗侧性能分析

论文摘要

轻钢龙骨结构是由冷弯薄壁钢材骨架作为受力骨架的结构体系,具有轻质、环保、工厂制作和工业化生产等特点。轻钢龙骨组合墙体是结构中抵抗侧向荷载的主要构件。随着近年来轻钢龙骨结构逐渐引入我国,在实际应用中出现了新的墙板材料,有必要对使用不同墙板的墙体抗侧性能进行分析研究。本文以轻钢龙骨组合墙体为研究对象,采用有限元软件ABAQUS对这种新的组合墙体建立合理的模型进行抗侧性能分析,得出不同墙板组合墙体的水平荷载-位移曲线和抗侧刚度。建立不同墙体模型,对组合墙体进行影响因素分析,计算不同墙板组合墙体在不同螺钉间距,墙板厚度,墙体高宽比,墙柱间距条件下抗侧性能的变化。在对墙板分析比较的基础上,选择一种墙板,利用有限元方法计算实际工程中的一片墙体进行验算,并与规范比较,对以后的工程实践提供相应的参考。通过上述分析研究主要得出以下结论：在四种不同墙板墙体中,使用ALC板的墙体的抗剪承载力最大,在达到最大荷载时墙体顶部位移最小,其抗侧性能好于其他采用三种墙板的墙体。墙板厚度、螺钉间距、墙体高宽比、墙架柱间距和厚度这些影响因素对墙体的抗侧性能的影响趋势是一致的,但对不同墙板的墙体抗侧性能的影响程度存在差异。高宽比和墙架柱间距对四种墙板的墙体抗侧性能影响较大,减小墙架柱间距和减小墙体高宽比都能够有效地提高墙体的抗剪承载力。其他影响因素中,增大墙板厚度对提高墙体抗剪承载力的作用比较明显,减小螺钉间距能够提高墙体的抗剪承载力,但对墙体抗侧性能影响较小。对采用ALC板的工程实例墙体进行风荷载和多遇地震作用下的变形验算的结果满足相应规范的要求,说明使用ALC板的墙体具有较好的抗侧性能,将ALC板作为轻钢龙骨的墙板材料用于实际工程中是可行的。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 国内外轻钢龙骨组合墙体抗侧性能研究概况
• 1.3 国内外轻钢龙骨墙体抗侧性能相关研究
• 1.3.1 国外对轻钢龙骨组合墙体抗侧性能试验研究
• 1.3.2 国外轻钢龙骨墙体抗侧性能的理论研究
• 1.3.3 国内轻钢龙骨墙体抗侧性能相关研究
• 1.4 我国轻钢龙骨结构体系发展概况
• 1.5 本文轻钢龙骨组合墙体简介
• 1.6 本文的研究背景与主要研究内容
• 1.6.1 本文的研究背景
• 1.6.2 本文研究的主要内容
• 第二章 轻钢龙骨墙板材料
• 2.1 墙板材料概述
• 2.1.1 新型墙体材料
• 2.1.2 墙板材料分类
• 2.2 纤维水泥平板
• 2.2.1 纤维水泥平板介绍
• 2.2.2 纤维水泥平板生产工艺与规格尺寸
• 2.2.3 纤维水泥平板的物理力学性能
• 2.2.4 纤维水泥板的应用概况
• 2.3 OSB板
• 2.3.1 OSB板介绍
• 2.3.2 OSB板生产工艺与规格尺寸
• 2.3.3 OSB板物理力学性能
• 2.3.4 OSB板的工程应用范围
• 2.4 ALC板
• 2.4.1 ALC板介绍
• 2.4.2 ALC板生产工艺和尺寸规格
• 2.4.3 ALC板物理力学性能
• 2.4.4 ALC板的工程应用范围
• 2.5 硅酸钙板
• 2.5.1 硅酸钙板介绍
• 2.5.2 硅酸钙板生产工艺和尺寸规格
• 2.5.3 硅酸钙板的物理力学性能
• 2.5.4 硅酸钙板的工程应用范围
• 第三章 不同墙板材料墙体有限元分析
• 3.1 有限元分析概述
• 3.1.1 轻钢龙骨组合墙体有限元分析方法
• 3.1.2 有限元软件ABAQUS简介
• 3.1.3 ABAQUS中单元介绍
• 3.2 结构非线性分析
• 3.2.1 非线性问题概述
• 3.2.2 ABAQUS中非线性问题求解
• 3.3 材料参数选择
• 3.3.1 钢材
• 3.3.2 墙板
• 3.4 单元的选择
• 3.5 模型建立与网格划分
• 3.5.1 有限元模型建立
• 3.5.2 模型网格划分
• 3.6 边界条件与加载方式
• 3.7 求解与数据处理
• 3.8 有限元模型的验证
• 3.9 不同墙板组合墙体抗侧计算
• 3.9.1 纤维水泥板墙体计算结果
• 3.9.2 OSB板墙体计算结果
• 3.9.3 硅酸钙板墙体计算结果
• 3.9.4 ALC墙体计算结果
• 3.10 四种墙板材料墙体比较
• 3.11 本章小结
• 第四章 不同墙板材料墙体影响参数分析
• 4.1 概述
• 4.2 墙板厚度对墙体抗剪承载力的影响
• 4.2.1 不同墙板厚度墙体有限元分析结果
• 4.2.2 墙板厚度对不同墙板材料墙体影响
• 4.3 墙体高宽比对墙体抗剪承载力的影响
• 4.3.1 不同墙体高宽比墙体有限元分析结果
• 4.3.2 高宽比对不同墙板材料墙体影响
• 4.4 墙架柱间距对墙体抗剪承载力的影响
• 4.4.1 不同墙架柱间距墙体有限元分析结果
• 4.4.2 墙架柱间距对不同墙板材料墙体影响
• 4.5 墙架柱厚度对墙体抗剪承载力的影响
• 4.5.1 不同墙架柱厚度墙体有限元分析结果
• 4.5.2 墙架柱厚度对不同墙板材料墙体影响
• 4.6 自攻螺钉间距对墙体抗剪承载力的影响
• 4.6.1 不同自攻螺钉间距墙体有限元分析结果
• 4.6.2 自攻螺钉间距对不同墙板材料墙体影响
• 4.7 本章小结
• 第五章 工程实例墙体有限元分析
• 5.1 工程概况
• 5.2 工程墙体模型建立
• 5.2.1 荷载取值与组合
• 5.2.2 模型建立
• 5.3 墙体计算结果
• 5.4 本章小结
• 第六章 结论和展望
• 6.1 结论
• 6.2 今后尚待解决的问题
• 致谢
• 参考文献
• 个人简历及在读期间发表的学术论文