管桁轻钢-OSB板组合楼盖精细化分析

发布时间：2017-11-07 23:05

  本文关键词：管桁轻钢-OSB板组合楼盖精细化分析

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【摘要】：Z撑管桁轻钢-OSB板组合楼盖是由桁架梁与OSB板通过自攻螺钉连接而成的一种新型组合楼盖,其中桁架梁是由矩管与Z撑通过自攻螺钉连接而成的。过去的研究基本上仅限于少量试验以及简单的有限元分析,无精细化分析模型。本文在ABAQUS中采用弹簧单元考虑自攻螺钉的非线性,建立了管桁轻钢-OSB板组合楼盖的精细化有限元模型并与试验数据进行对比验证,并对影响组合楼盖的因素进行了较全面的分析,最后针对主要影响因素提出了优化的取值建议。本文首先对钢板与钢板以及钢板与OSB板连接的自攻螺钉进行抗剪性能研究,得到了不同厚度钢板之间自攻螺钉以及钢板与OSB板之间自攻螺钉的抗剪刚度。试验结果表明:钢板厚度对钢板之间自攻螺钉抗剪刚度影响较大;而OSB板厚度对钢板与OSB板之间自攻螺钉的抗剪刚度影响较大,钢板厚度影响较小。其次,采用ABAQUS建立了考虑自攻螺钉滑移、接触以及材料非线性等的精细化有限元分析模型,并将有限元模型计算得到的结果与试验结果从组合楼盖最终破坏形态、荷载-挠度曲线以及荷载-应变曲线三个方面进行对比,两者的破坏形态基本一致,承载力及挠度误差均很小,验证了有限元模型的准确性及有效性。最后,根据验证后的有限元模型对影响组合楼盖正常使用承载力以及极限承载力的各种参数进行分析。分析结果表明:增大OSB板厚度不能有效地提高组合楼盖正常使用承载力以及极限承载力,因此本文建议采用9mm或者12mm OSB板;减小螺钉间距能够提高极限承载力但是不能有效提高正常使用承载力,本文建议上弦矩管厚度为0.8mm-1.2mm时,自攻螺钉间距采用50mm-150mm,并且厚度越薄,采用间距应越小;增加上下弦矩管厚度均能提高组合楼盖正常使用承载力以及极限承载力,但是增加上弦矩管厚度提高的幅度更大;在一定高度范围内,分别增加上下弦矩管高度对极限承载力提高幅度不大但是能够大幅提高正常使用承载力。通过材料用量优化分析本文建议优先考虑增加上弦矩管厚度提高组合楼盖的极限承载力,优先考虑增加矩管高度提高组合楼盖正常使用承载力。
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU398.9

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本文编号：1154490