轻钢桁架梁—压型钢板轻质混凝土组合楼盖试验研究

摘要

轻钢龙骨住宅结构的楼盖系统常采用普通混凝土组合楼盖或OSB板组合楼盖两种形式，但是前者自重过大，而后者在隔声、隔振、防潮等方面表现欠佳。本项目所在研究小组提出了轻钢桁架梁-轻质混凝土组合楼盖系统。目前国内外对于该类型组合楼盖的研究处于空缺。
　　本文完成了3个轻钢矩管—压型钢板轻质混凝土组合结构试件和4个轻钢桁架梁—压型钢板轻质混凝土组合楼盖的静力试验，对轻钢桁架梁—压型钢板轻质混凝土组合楼盖的破坏方式、抗弯刚度、极限承载力和端部滑移等进行了对比分析，并利用ABAQUS程序对组合楼盖进行了初步的有限元模拟，得到以下结论：
　　①无轻质混凝土时，压型钢板对轻钢矩管刚度和承载力均无提高；组合楼盖中轻钢桁架梁和压型钢板-轻质混凝土组合楼板的相互作用介于非组合作用和完全组合作用之间；
　　②压型钢板-轻质混凝土组合楼板能有效地充当轻钢桁架梁上翼缘，可显著提高桁架梁的抗弯刚度和极限承载力；轻钢桁架梁本身的刚度和轻质混凝土强度的提高均可显著提高组合楼盖的刚度和极限承载力，特别是刚度的提高更显著；
　　③该组合楼盖的破坏形式主要有两类：当轻质混凝土强度过低而桁架梁上弦刚度较大时端部轻质混凝土与压型钢板容易脱离发生纵向剪切破坏；当桁架梁上弦刚度较小，组合楼板对上弦有利作用较小时发生上弦管局部屈曲破坏。
　　④组合楼盖中桁架梁本身的刚度越大，端部滑移值越大；轻质混凝土强度等级越高，端部滑移值越大，但前者对端部滑移值的影响大于后者；压型钢板-轻质混凝土组合楼板比OSB板作为组合楼板对抵抗滑移更有效。
　　⑤有限元分析应细化轻质混凝土与压型钢板在梁端部的界面接触模拟，使之能准确反映端部的纵向剪切破坏。

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目录

1 绪 论

1.1 引言

1.2 筑巢轻钢龙骨体系介绍

1.3 组合楼盖性能研究现状

1.4 课题研究原因、目的和内容

2 轻钢矩管—压型钢板轻质混凝土组合结构试验

2.1 试验研究目的

2.2 试验材料

2.3 试件尺寸及制作

2.4 试验方案

2.5 试验现象

2.6 试验数据分析

3 轻钢桁架梁—压型钢板轻质混凝土组合楼盖受力性能试验

3.1 试验研究目的

3.2 试验材料

3.3 试件设计

3.4 试验方案

3.5 试验现象

3.6 试验数据分析

4 试验数据对比分析

4.1 理论计算

4.2 LG1组合结构试验数据对比分析

4.3 LG2组合楼盖试验数据对比分析

5 组合楼盖有限元模拟和分析

5.1 引言

5.2 模型建立

5.3 有限元分析结果对比

5.4 小结

6 结论与展望

6.1 结论

6.2 后续研究展望

致谢

参考文献

附录