文档介绍：沈阳建筑大学
硕士学位论文
多层轻钢框架H型截面柱腹板高厚比限值的研究
姓名:刘淦
申请学位级别:硕士
专业:结构工程
指导教师:贾连光
2010-01
硕士研究生学位论文摘要 I
摘要
轻型钢结构与普通钢结构或重钢结构的主要区别,从弹性设计角度来说,轻钢结构所
承受的竖向荷载较小,结构的承重构件截面可以在相等截面面积情况下,轻型钢结构的截
面较为开展,具有较大的抗弯承载能力和更好的经济效益;从塑性设计角度来说,由于轻
型钢结构自身所受荷载较小,板件屈曲后强度有较大的发展潜力。
近几年来,随着多层钢结构在国内的推广,多层轻钢框架由于其轻质高强较多地被应
用在住宅、办公楼等民用与公共建筑上。然而,由于国内尚没有关于轻钢框架设计的行业
标准,在设计中往往以《钢结构设计规范》(GB 50017-2002)、《高层民用建筑钢结构技术
规程》(JGJ99-88)以及《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2001)为参考,《轻钢住宅技术
规程》送审批现也可作为参考,这样的设计使得轻钢框架自身的优势没有充分发挥,钢材
的力学性能没有充分利用。
本文从轻钢框架抗震设计角度出发,将屈曲后强度引入到多层轻钢框架设计中,研究
多层轻钢框架 H 型截面柱腹板高厚比限值,为多层轻钢框架的抗震设计提供参考。本文研
究主要包括以下三个部分:
利用 ANSYS 建立框架的有限元模型,通过有限元计算结果与课题组已有框架拟静力
试验从破坏形式、滞回曲线、骨架曲线以及延性方面的对比,模拟结果与试验基本吻合,
从而验证了有限元方法的正确性。
为了确定具有代表性的基本计算模型,从框架的跨数、层数、跨度以及层高等方面研
究其对框架抗震性能的影响。通过定性与定量的分析,确定了两层一跨典型计算模型为本
文研究的基本模型。
以两层一跨框架为研究对象,以轴压比、柱腹板高厚比为控制参数,其中轴压比在
~ 间变化,柱腹板高厚比在 40~80 间变化,研究其对框架抗震性能的影响规律。
以延性系数为基本定量的衡量指标,建立了抗震设防烈度与延性系数之间关系的假定。拟
合延性系数与柱腹板高厚比的关系曲线,建立延性系数与柱腹板高厚比之间的关系式,通
过假定计算出在不同设防烈度下多层轻钢框架柱腹板高厚比限值的理论值,考虑安全系数
,将计算的理论值转化为设计应用的高厚比限值。
关键词:轻钢框架;柱腹板高厚比;屈曲后强度;滞回曲线;延性;有限元
II Abstract 硕士研究生学位论文
Abstract
From the perspective of flexible design, the main differences between light steel structure
and ordinary steel structure or heavy steel structure are that the light one bearing smaller vertical
load and of the cross-section may carry out more when the area is the same for which causing
larger bending load capacity and better cost-effectiveness. The potential development of panel
post-buckling strength is greater in light steel structure than ordinary or heavy one because of its
smaller vertical load from the point of plastic design.
With the promotion of multi-storey steel structure in China in recent years, multi-storey
steel frames are widely used in civil and public buildings such as dwelling structure because of
the quality of light weight and high strength. However, there is no industry standard for light
steel frame design, and most of the designs utilize Steel