竖向荷载作用下柱-板复合体系破坏模式和承载能力的计算研究

摘要

本文的研究目的就是对冷弯薄壁型钢结构住宅体系的墙体(柱-板复合体系)的破坏模式及承载能力计算进行进一步的研究探索，其主要结论有以下五个方面： (1)墙体立柱轴向承载力提高的本质原因为有效计算长度系数的改变。 (2)连接件(螺钉)的间距对其破坏模式是有影响的。 (3)从理论上给出墙体立柱的有效计算长度系数；并得到有效计算长度系数(μ)的确定与构件的抗弯刚度(EI)、构件的几何长度(l)及墙板简化为弹簧支承后的支承刚度系数(c)有关。 (4)导轨对立柱的约束作用主要取决于导轨和立柱的抗弯线刚度比值。 (5)冷弯薄壁型钢可以作为国内发展低层钢结构住宅的主要用材，冷弯薄壁型钢骨架系统可以作为国内发展低层钢结构住宅的主要体系。

目录

文摘

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引 言

1绪论

1.1国内外钢结构住宅发展状况

1.1.1钢结构建筑的发展概况

1.1.2钢结构住宅的建设概况

1.2低层冷弯薄壁型钢结构住宅体系概述

1.3低层冷弯薄壁型钢结构住宅柱-板复合体系

1.4柱-板复合体系的研究背景和意义

1.5柱-板复合体系的国内外研究概况

1.5.1国外研究概况

1.5.2国内研究概况

1.6本文的主要研究内容

2轴心受压构件的计算理论

2.1中美规范发展历程

2.2中美规范受压板件的有效宽度

2.2.1中美规范术语符号说明

2.2.2中美规范有效宽度规定的异同

2.2.3中美规范单根C形型钢柱有效宽度的对照

2.3中美规范单根C形型钢柱的轴向承载力

2.3.1中美规范轴向承载力规定的异同

2.3.2中美规范单根C形型钢柱有效截面面积、轴向承载力的对照

2.3.3腹板宽度对轴向承载力的影响

2.4中美规范破坏模式的异同

2.5本章小结

3柱-板复合体系的试验结果分析

3.1试验简述

3.1.1试验目的

3.1.2试验内容

3.2试验结果分析

3.2.1单根冷弯薄壁C形型钢柱在竖向荷载作用下的理论分析

3.2.2柱-板复合体系在竖向荷载作用下的试验结果分析

3.3本章小结

4多个弹性支承上的轴心受压构件的计算理论分析

4.1基本假设

4.2考虑墙板支承效应时墙体立柱模型

4.3两端铰接的轴心受压构件

4.4两端固定的轴心受压构件

4.5一端固定一端铰接的轴心受压构件

4.6本章小结

5钢骨架中导轨对立柱约束作用的数值计算

5.1有限元模型的建立

5.2单元类型的选择

5.3材料特性的定义

5.4导轨对立柱的约束作用

5.5本章小结

6两种低层住宅轻型钢结构体系的对比

6.1H+H骨架系统

6.1.1H+H骨架系统上部结构(不包含屋架)设计简介

6.1.2H+H骨架系统上部结构(不包含屋架)工程量造价估算

6.2冷弯薄壁型钢骨架系统

6.2.1冷弯薄壁型钢骨架系统上部结构(不包含屋架)设计简介

6.2.2冷弯薄壁型钢骨架系统上部结构(不包含屋架)工程量造价估算

6.3两种骨架系统上部结构(不包含屋架)的工程量造价估算对比

6.4本章小结

7结论与展望

7.1结论

7.2展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致 谢