装配式轻钢楼盖受力性能研究

发布时间：2020-03-29 19:34

【摘要】：装配式建筑是我国未来建筑产业发展的方向,与目前常规的建造方式相比,装配式建筑具有生产效率提高、建造工期缩短、节能降耗显著和利于环境保护等诸多优点。目前,我国对装配式楼盖的研究多主要集中在混凝土楼盖与叠合楼盖上,关于钢结构楼盖研究相对较少。但是钢结构楼盖具有良好的延性,极轻的自重、建造周期短等诸多优势,值得加大对于装配式钢结构楼盖的研究。本文对装配式轻钢楼盖试件进行了模拟竖向均布荷载作用的静载试验,通过试验分析了楼盖的竖向承载力、挠曲变形、应变规律等受力性能。研究结果表明:试验楼盖具有较高的刚度与承载能力,按照2.5 kN/m~2的活荷载来进行荷载验算,楼盖在荷载基本组合下最大变形为跨度的1/547,开裂荷载是荷载基本组合的3.04倍,破坏荷载是荷载基本组合的3.63倍。在加载过程中楼盖梁-板连接件表现出良好的传力性能,未出现明显脆性破坏现象。在静力加载试验的基础上,利用有限元软件ABAQUS进行了数值模拟与分析,通过有限元模拟方法对楼盖的承载能力进行了参数分析,得出4个参数对于楼盖的承载能力与变形的影响。并利用有限元分析了对楼盖结构优化提升楼盖在长宽比较大时的承载能力性能的可行性。参考相关文献中的理论与方法,通过能量原理推导了装配式轻钢楼盖的挠度公式,并在此基础上对于楼盖部分内力的公式进行了进一步的推导,最后通过有限元方法对比了公式与有限元之间的偏差,验证了公式的可行性。最后,总结本文研究的内容和不足之处,提出后续研究的展望与建议。
【图文】：

图 2.1 装配式轻钢楼盖平面结构Fig 2.1 Schematic diagram of the planar structure of the light steel assembled floor试验试件制作试验楼盖的整个制作过程均在安徽滁州扬子光大钢构住宅有限公司制作完成所使用的空心方钢管由机器一次滚轧成型，拼接卡口由激光切割，所有焊缝均为人工焊接。组装完成后整体直接运送运至合肥工业大学结构实验室准备进行试验，试验楼盖的具体制作过程如图 2.2 所示。（a）钢管拼接 （b）拼接卡口示意图

图 2.3 材料试验现场照片Fig 2.3 Photograph of material test试验加载方案试验加载装置本次试验采用液压千斤顶和两级分配梁来模拟理想中的均布荷载的形式，每个液压千斤顶施加的竖向荷载通过两级分配梁转换为局部荷载作用在楼盖的板面上。为了防止由于变形过大而导致荷载分布不均，在每个加载点处又布设了一块边长为 200 mm×170 mm，，厚度为 20 mm 的铰支座用以传递荷载。通过铰支座将 4个千斤顶的点荷载转换为 16 个加载区域的荷载来模拟理想中的均布荷载。试验时的边界条件为通过架设 8 个滚轴支座来模拟四边简支的条件。试验楼盖的加载装置如图 2.4-图 2.5 所示，现场照片如图 2.6 所示。
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU392.5

【参考文献】

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本文编号：2606422