C型轻钢龙骨墙柱抗侧受力性能的数值模拟分析.pdf

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1、浙江建筑，第28卷，第5期，2011年5月Zhejian,gConstruction，Vo1．28，No．5，May201lC型轻钢龙骨墙柱抗侧受力性能的数值模拟分析NumericalSimulation＆AnalysisoftheLateralLoadBearingCapacityoftheC—typeLightGageSteelJoistWallColumn赵滇生，黄巧艺，郑乐ZHAODian-sheng，HUANGQiao—yi，ZHENGLe(浙江工业大学建筑工程学院，浙江杭州310032)摘要：轻钢龙骨住宅中主要的承重构件

2、是C型轻钢龙骨墙柱，在此先通过ANSYS对c型轻钢龙骨柱外包石膏板墙柱的抗侧受力性能进行数值模拟分析，与北新建材试验进行比较，得出建模方法是可行的。然后研究不同跨度比、墙体长度和钢带支撑等因素对墙柱抗侧受力性能的影响。结果表明，跨度比对墙柱抗侧受力性能影响不大，在一定范围内墙体长度越长墙柱抗侧承载力越大，墙柱骨架中增设钢带能提高墙柱承载力。关键词：轻钢龙骨；数值模拟；影响因素；抗侧承载力中图分类号：TU392．5文献标识码：A文章编号：1008—3707(2011)05—0013—05冷轧轻钢骨架结构住宅已有近4O年的应用历对墙体的

3、抗侧性能影响非常大，螺栓间距对墙体抗史，在欧美住宅市场占25％，并且每年以大约1％的侧性能的影响比较大，缩短边柱螺栓间距比缩短中速度增长。这种结构体系具有结构自重轻、生产周柱螺栓间距有效；导轨与墙板螺栓相比较龙骨柱与期短、有利于住宅产业化、取材方便、住宅面积利用墙板螺栓，导轨与墙板的螺栓对墙体抗侧性能的影率高等优点¨。响更大；龙骨柱自身截面形式对墙体的抗侧性能影与其他结构相比较，冷轧轻钢骨架结构住宅体响不明显，增长幅度在10％以内，而改变龙骨截面系具有明显的功能和经济方面的优势，因此我国近厚度对提高抗侧承载力相比较增加截面腹板高度而

4、年大量引进该体系。虽然国内学者在单根构件或有言更有效；轴压比对墙体抗侧性能影响比较大，随着限长度墙体性能上做了大量的研究，但是针对低层轴压比的增加，墙体的抗侧承载力先增大后减小，而冷轧轻钢骨架结构整体性能的研究比较少，影响了延性均有所降低，OSB墙板在轴压比对墙体抗侧性低层冷弯薄壁型钢龙骨住宅在我国的推广和应用。能的影响程度上甚于石膏板，石膏板在轴压比从0对于结构体系来说，振型模态、层间位移、构件内力～0．1阶段，抗侧承载力增加，之后随着轴压比升高及墙体剪力都是重要性能参数，但是单根试验不能抗侧承载力下降，而OSB板在轴压比从0～0

5、．2阶得到的，必须进行结构的整体分析。段，抗侧承载力增加，之后随着轴压比升高抗侧承载国内外学者对墙体抗侧性能的研究主要集中在力下降，而OSB板抗侧承载力的增加幅度大于石膏墙体厚度、墙体种类、弹簧抗剪强度、螺钉间距、龙骨板。柱高对承载力的影响较为明显，柱距对蒙皮作截面形式、竖向力大小等方面。石膏板和OSB板随用的影响最大。着厚度的增加，墙体的抗侧能力均有较大提高，OSB本文利用ANSYS对c型轻钢龙骨墙柱进行数板墙体增加的抗侧承载力较石膏板明显；弹簧强度值模拟研究跨度比、墙体长度和增设钢带等因素对收稿日期：2011—03—22作者简介

6、：赵滇生(1957一)，男，浙江义乌人，副教授，研究方向为钢结构，空间结构。14浙江建筑2011年第28卷其抗侧性能的影响。本文分析冷弯薄壁型钢复合墙体时，立柱、导轨和墙体都采用Shelll81单元。能够较好地反映立1墙体抗侧有限元模型的介绍及与实验对比柱、导轨和墙体的力学特性。考虑抗侧模型破坏主1．1墙体抗侧有限元模型介绍要由螺钉与覆板滑移破坏引起，OSB板、龙骨柱、导为了验证墙体抗侧模型的可靠性，本文ANSYS轨三者自攻螺钉连接处均采用了非线性弹簧单元模型采用西安建筑科技大学所做的北新建材墙体试Combin39模拟，可输入单元的

7、非线性荷载一滑移关验模型。该模型尺寸为2400mmx3000mm，截面系，以连接不同单元。形式和尺寸见表1，立柱间距600mm，边立柱通过双网格采用自由划分，将螺栓尽量布置在节点上。排自攻螺钉连接成工字型轻钢立柱；墙板四周与构件立柱截面沿长度方向单元网格尺寸为30mm，沿翼连接的自攻螺钉间距为150mm，与中间立柱连接的间缘方向网格尺寸为b／2mm(b为立柱翼缘宽度)，沿距为300mm；墙体试件上下导轨采用u型钢，用一对腹板方向分成8段，卷边1段；导轨腹板分成8段，自攻螺钉与立柱翼缘连接，试件下导轨通过地脚螺栓翼缘沿立柱长度方向网格

8、尺寸为10mm，导轨沿着与地面基础梁连接，导轨与墙板的连接采用自攻螺钉。墙长度方向网格尺寸为b／2mm。边界条件对有限元分析结果的影响非常大，结表l北新建材墙体模型截面形式和尺寸合试验情况，底部导轨与基础梁直接接触，约束导轨底部竖向位