Z形撑薄壁管桁梁及OSB板组合楼盖试验研究

发布时间：2017-08-29 14:24

  本文关键词：Z形撑薄壁管桁梁及OSB板组合楼盖试验研究

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【摘要】：Z形撑薄壁管桁梁-OSB板组合楼盖承载能力高、适用面广,但是目前试验研究较少,缺乏系统性试验数据。为了准确、全面地了解这类楼盖体系的受力情况、工作机理和破坏模式,并找出影响其刚度和承载力的主要因素,有必要针对多种参数进行相关的试验研究。本文针对OSB板厚度、上(下)弦管壁厚以及跨度三个主要参数,完成了3个Z形撑薄壁管桁梁和5个“完全连接”的薄壁管桁梁-OSB板组合楼盖的静力堆载试验。详细描述了试件破坏过程、破坏现象、破坏模式和关键截面的荷载-应变关系,并对比分析了OSB板厚度和上(下)弦管壁厚两个主要因素对试件受力和变形性能的影响。试验及分析结果表明:正常情况下,试件主要有受压区局部屈曲破坏和材料破坏两种破坏类型;OSB板能显著提高薄壁管桁梁在加载后期的刚度和极限承载力,却对其加载前期的刚度和正常使用承载力影响较小,同时OSB板厚度对组合楼盖的刚度和承载力影响也较小;上、下弦管壁厚对薄壁管桁梁和组合楼盖的刚度以及承载力都有较大的影响,其中上弦管壁厚对极限承载力的影响程度远远大于下弦管壁厚,而对正常使用承载力的影响程度两者基本相当。文中最后依据中国、美国和澳大利亚三国规范,对发生正常破坏的7个试件依次进行了极限承载力和稳定性验算。并将试验结果与各国规范验算结果进行对比分析,检验了各国规范关于这类结构中的压弯构件安全性验算公式的准确性和精确度。结果表明:中、美、澳三国规范对薄壁管桁梁极限状态的验算公式比较准确且略偏安全,而对组合楼盖却均过于保守。
【关键词】：Z形撑薄壁管桁梁 轻钢-OSB板组合楼盖 弹性屈曲 破坏模式
【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
【目录】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-12
• 1 绪论12-24
• 1.1 引言12
• 1.2 中国冷弯薄壁轻钢住宅体系发展12
• 1.3 冷弯薄壁轻钢住宅体系的优点12-13
• 1.4 薄壁管桁轻钢龙骨体系及其楼盖体系介绍13-16
• 1.4.1 薄壁管桁轻钢龙骨体系13-15
• 1.4.2 薄壁管桁轻钢龙骨楼盖体系15-16
• 1.5 研究现状16-20
• 1.5.1 组合楼盖研究现状16-17
• 1.5.2 冷弯薄壁轻钢梁及其组合楼盖研究现状17-20
• 1.6 课题研究原因、目的和内容20-21
• 1.6.1 研究原因20-21
• 1.6.2 研究目的和内容21
• 1.7 论文主要章节介绍21-24
• 2 Z形撑薄壁管桁梁及其与OSB板组合楼盖试验24-72
• 2.1 引言24
• 2.2 试件设计24-29
• 2.2.1 试验目的24
• 2.2.2 试件构造表24-25
• 2.2.3 试验构件材料关键参数25-26
• 2.2.4 Z形撑薄壁管桁梁设计26-28
• 2.2.5 组合楼盖设计28-29
• 2.3 加载方式与加载制度29-31
• 2.4 Z形撑桁架梁试验测量内容31-33
• 2.5 组合楼盖试验测量内容33-34
• 2.6 试验现象34-43
• 2.6.1 ZL-1(0.8-0.8-3600)34-35
• 2.6.2 ZL-2(0.8-1.2-3600)35-36
• 2.6.3 ZL-3(1.2-1.2-4800)36-38
• 2.6.4 LG-1(0.8-0.836009)38-39
• 2.6.5 LG-2(1.2-1.248009)39-40
• 2.6.6 LG-3(1.2-1.2480012)40-41
• 2.6.7 LG-4(1.2-1.2480018)41-42
• 2.6.8 LG-5(1.0-1.2480018)42-43
• 2.7 关键截面应变分析43-68
• 2.7.1 ZL-1(0.8-0.8-3600)43-47
• 2.7.2 ZL-2(0.8-1.2-3600)47-49
• 2.7.3 ZL-3(1.2-1.2-4800)49-51
• 2.7.4 LG-1(0.8-0.836009)51-54
• 2.7.5 LG-2(1.2-1.248009)54-58
• 2.7.6 LG-3(1.2-1.2480012)58-61
• 2.7.7 LG-4(1.2-1.2480018)61-64
• 2.7.8 LG-5(1.0-1.2480018)64-68
• 2.8 上弦矩管弹性屈曲应力计算分析68
• 2.9 承载能力和破坏模式分析68-69
• 2.10 本章小结69-72
• 3 影响因素分析72-86
• 3.1 引言72
• 3.2 OSB板对薄壁管桁梁的影响（ZL-1 与LG-1）72-75
• 3.2.1 刚度对比73
• 3.2.2 上弦管顶面最大应变处对比73-74
• 3.2.3 下弦管底面最大应变处对比74-75
• 3.3 OSB板厚度对组合楼盖的影响（ZL-3、LG-2、LG-3 与LG-4）75-77
• 3.3.1 刚度对比75-76
• 3.3.2 应变对比76-77
• 3.4 上、下弦矩管壁厚对薄壁管桁梁的影响（ZL-3 与ZL-4）77-78
• 3.4.1 刚度对比77-78
• 3.4.2 应变对比78
• 3.5 上、下弦矩管壁厚对楼盖的影响（LG-2 与LG-6）78-80
• 3.5.1 刚度对比79
• 3.5.2 应变对比79-80
• 3.6 上弦壁厚对楼盖的影响（ LG-4 与LG-5）80-82
• 3.6.1 刚度对比81
• 3.6.2 应变对比81-82
• 3.7 下弦壁厚对薄壁管管桁梁的影响（ZL-1 与ZL-2）82-84
• 3.7.1 刚度对比82-83
• 3.7.2 应变对比83-84
• 3.8 本章小结84-86
• 4 中、美、澳三国规范验证与对比86-104
• 4.1 引言86
• 4.2 试件极限承载力控制截面的弯矩和轴力计算86
• 4.3 中国GB50018—2002规范验算86-91
• 4.3.1 上弦管壁有效宽度计算86-88
• 4.3.2 上弦管截面有效抗弯刚度和有效面积计算88-89
• 4.3.3 上弦管跨中截面强度验算89-90
• 4.3.4 上弦管跨中截面弯矩作用平面内稳定性验算90-91
• 4.4 北美AISI/COS/NASPEC2001规范验算91-97
• 4.4.1 上弦管壁有效宽度计算91-93
• 4.4.2 上弦管截面有效抗弯刚度和有效面积计算93-95
• 4.4.3 上弦管跨中截面承载力验算95-97
• 4.5 澳大利亚AS/NZS4600:2005规范验算97-102
• 4.5.1 上弦管壁有效宽度计算97-98
• 4.5.2 上弦管截面有效抗弯刚度和有效面积计算98-99
• 4.5.3 上弦管跨中截面承载力验算99-102
• 4.6 中、美、澳三国规范验算结果对比分析102
• 4.7 本章小结102-104
• 5 结论与展望104-106
• 5.1 结论104-105
• 5.2 后续研究展望105-106
• 致谢106-108
• 参考文献108-110
• 附录A110-112

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