文档介绍:东南大学
硕士学位论文
冷成型钢住宅结构的蒙皮效应研究
姓名:刘志凌
申请学位级别:硕士
专业:防灾减灾工程及防护工程
指导教师:叶继红
20080409
冷成型钢住宅结构的蒙皮效应研究要捅螺钉间距和连接方式进行系统分析,给出了适用于实际工程应用的螺钉间距和连接方式,此学校名称:东南大学研究生姓名:刘志凌导师姓名:叶继红教授在冷成型钢结构中,如果考虑了板的蒙皮效应,将会取得相当可观的经济效益,而目前在国内的钢结构设计中,大多还是将板的蒙皮作用作为安全储备,因此如何有效的利用墙板、屋面板、楼板的蒙皮效应,是冷成型钢结构住宅体系得到广泛应用的关键。蒙皮效应由于特殊的受力特性,在设计、分析时需要解决的技术问题比较多,而我国对蒙皮的研究较晚,蒙皮设计方法仍处于理论阶段,专门的蒙皮设计规范还在编制中。正是在这样的背景下,本文针对冷成型钢蒙皮结构中的几个关键.技术问题进行分析,主要研究内容和结果如下:芯坷涑尚透职澹怨ヂ荻さ牧拥钠苹的J健<诶涑尚透置善そ峁怪辛颖冉铣S玫氖自攻螺钉,本文建立三维实体有限元模型,对自攻螺钉连接进行细致模拟,得出薄.薄连接、薄.厚连接、厚.厚连接三种典型连接模型下的连接件破坏模式:薄.薄连接是由于螺钉歪斜导致板孔受挤压起鼓而发生破坏;薄.厚连接是由于薄板被拉裂而发生破坏;厚.厚连接是螺钉发生剪切破坏。并且得出各种破坏模式发生时板的界限值和极限荷载值以及自攻螺钉连接各种常用板厚的荷载位移曲线。芯渴捣抡娣椒ㄔ诿善そ峁怪械挠τ谩=柚窍咝杂邢拊7椒ǎɡ涑尚透置善そ峁垢鞑件离散成单元,框架简化为空间梁单元,压型钢板简化为壳体单元,连接件用非线性弹簧单元来模拟,将各单元刚度矩阵集合成总体刚度矩阵,利用有限元软件悦善さピ5目辜粜阅芙分析,并与欧洲相应现行规范计算结果进行了比较分析,验证了数值模型的正确性。嗖憷涑尚透纸峁姑善ばвΦ难芯俊J紫纫砸坏ゲ憷涑尚透峙偶芪Q芯慷韵螅芯科湓诿婺荷载作用下可能出现的破坏模式。在此基础上,设计一个憷涑尚透挚蚣芙峁梗治銎湓诜绾稍作用下的受力情况,通过比较加传统柱间支撑和加蒙皮两种构造措施时框架整体侧移刚度,发现在螺钉连接方式和间距合理的前提下,蒙皮完全可以取代支撑。通过改变螺钉的间距和螺钉的连接方式坎印⒏舨以及板的厚度,对该憧蚣艿氖芰筒嘁平胁问治觯隽瞬煌板厚条件下,获得理想蒙皮抗剪效果的连接件的连接方式。本文的主要创新点在于:谟邢拊DP椭幸肓朔窍咝缘傻ピ#泳返哪D饬肆蛹氖导适芰ψ刺页隽朔⑸。×雍秃瘢窳悠苹档姆纸绲恪T谧怨ヂ荻.酉拢搴裥∮诘扔的板发生薄.薄连接破坏,而板厚大于等于的板发生厚.厚连接破坏。谘橹っ善さピS邢拊DP驼返幕∩希层冷成型钢框架结构,对不同板厚、不同时蒙皮完全可以取代传统支撑。关键词:蒙皮效应;冷成型钢;破坏模式;连接方式;数值仿真摘要一
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第一章绪论课题研究意义蒙皮结构概述受力蒙皮效应参与结构体系共同工作的程度,开发出多层层以上涑尚透纸峁棺≌逑担.善ばвΦ牟降低结构自重。蒙皮概念最先被引入建筑结构领域是在上世纪五十年代。当时,人们在研究山形门随着多年的改革开放,我国经济已进入快速、平稳发展时期,我国城乡居民需求已从追求生存空间的数量型转向数量、质量并重时期。我国住房的建筑形式和风格千差万别,但就结构体系而言,则以砖混、钢筋混凝土结构为主。上述结构自重大,进深和开间相对较小,梁、柱粗大,空间利用率低,而且拆除不便,因而开发坚同耐久、建造迅速、易于改建、便于拆除的新型住房结构体系,是住宅建筑和结构发展的必然趋势,随着我国钢产量的快速增长,新型建材的发展和应用,符合上述需求的钢结构住宅体系逐步发展起来并引起了广泛的关注。冷成型钢结构住宅体系是指由维护墙体及隔断结构与钢骨架支承结构共同组成的住宅体系。这种住宅体系与传统结构体系相比具有以下优势:⒂捎诶涑尚透止辜暮穸韧ǔN..虢虾竦娜仍透窒啾龋杉庸さ玫讲煌寻常的经济截面形状,进而获得令人满意的强度重量比,大大减轻房屋自重。结构重量轻减少了运输和吊装费用,基础负载也相应减少,降低了基础造价。⒂捎诟植母斩雀撸课葑灾厍幔室愿止羌茏鲋С沤峁故保山ㄔ炜<洹⒔罱洗蟮姆课荩而且所需构件的截面小,在相同建筑面积下建筑空间利用率增加ァ⒕哂辛己玫难有裕拐鹦阅芎们沂芩