冷弯薄壁型钢结构住宅组合墙体的稳定性研究

论文摘要

由冷弯薄壁型钢墙架柱和石膏板、OSB板通过螺钉连接而成的组合墙体,是冷弯薄壁型钢结构住宅体系中主要的竖向承重单元。本文对组合墙体的稳定性能进行了研究,并提出了设计方法。文中采用拟板法,将冷弯薄壁型钢结构住宅组合墙体简化为一个正交异性板肋体系的力学模型,运用截面形心法得到该正交异性板的等效刚度计算公式,并考察了影响等效刚度的各个因素。通过有限元分析,验证了简化计算模型与等效刚度计算公式的正确性。从板的理论出发,推导组合墙体在竖向荷载作用下的稳定性,分析表明其主要与墙体的高厚比有关。文中推导了组合墙体计算高度的确定方法,通过对组合墙体厚度、墙架柱间距、墙面板材、门窗洞口等参数的分析,得到了组合墙体等效弹性模量、承重墙与否及门窗洞口等影响因素对允许高厚比的修正系数,给出了提高组合墙体稳定性的相应措施。本文提出通过高厚比验算来保证组合墙体稳定性的设计方法,并给出设计实例,可供实际工程参考。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 冷弯薄壁型钢组合墙体结构概述
• 1.3 冷弯薄壁型钢结构组合墙体的研究现状
• 1.3.1 国外的研究概况
• 1.3.2 国内的研究概况
• 1.4 本文研究的目的和内容
• 第二章 组合墙体稳定分析理论
• 2.1 板的弹性稳定理论
• 2.2 正交异性板的屈曲方程
• 2.3 冷弯薄壁型钢结构组合墙体的拟正交异性板法
• 2.3.1 冷弯薄壁型钢结构组合墙体的求解方法
• 2.3.2 拟正交异性板法的基本假定
• 2.4 冷弯薄壁型钢结构组合墙体拟板法的等效刚度
• 2.4.1 等效刚度的理论计算公式
• 2.4.2.组合墙体等效刚度的影响因素
• 2.4.3 等效刚度计算公式的有限元验证
• 第三章 组合墙体稳定性影响因素分析
• 3.1 组合墙体计算高度的确定
• 3.2 组合墙体允许高厚比的修正
• 3.2.1 承重与非承重组合墙体允许高厚比的修正
• 3.2.2 有门窗洞口组合墙体允许高厚比的修正
• 第四章 组合墙体的稳定性设计方法
• 4.1 组合墙体稳定性设计方法
• 4.2 容许高厚比[β]的取值
• 4.3 组合墙体高厚比验算实例
• 4.4 提高组合墙体稳定性的措施
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 今后尚待研究的问题
• 参考文献
• 致谢