轻钢龙骨体系是一种比较新型的体系,主要应用于低层和多层住宅。轻型钢结构住宅在国外已经得到了普遍广泛的应用,但在我国还处于刚刚起步的阶段。目前,我国轻钢龙骨体系柱的组成型式主要有H型钢、C形钢和方钢管等几种。本文中讨论的柱是由方钢管和V形连接件组成的。 轻钢龙骨体系柱根据构造型式的不同分为单片柱和四方柱两种。四方柱主要用于墙转角处和门、窗、洞口等集中力较大的地方。本文在对轻钢龙骨体系柱的静力试验的基础上又进行了有限元和理论研究。主要包括以下几个方面的内容: 一、为了了解轻钢龙骨体系柱的承载能力,做了两组共五个足尺试件的静力测试,对其承载能力进行了试验研究。本文详细介绍了此次静力试验的步骤、结果以及注意事项。 二、从静力试验的结果看,轻钢龙骨体系柱的破坏形式属于弯曲屈曲。本文根据格构式受压构件的理论计算了静力试验中五个试件的极限承载力,计算结果与试验结果相符。说明用格构式缀板柱来描述轻钢龙骨体系柱的结构型式是正确的,用格构式受压构件的理论来计算其承载力的方法是可行的。 三、用通用有限元软件ANSYS对五个试件的静力试验进行模拟分析。主要考察了轻钢龙骨体系柱在轴向压力作用下的极限承载力和破坏情况。通过比较有限元分析和试验分析以及解析计算得到的极限承载力发现,三组极限承载力的值吻合;有限元分析得到的柱的屈曲模式和破坏情况与试验的结论相符。说明用有限元的方法模拟分析轻钢龙骨体系柱的轴压承载能力的方法是正确、可行的。 四、根据实际工程设计的需要,对常用的几种构造型式的四方柱的极限承载力进行了计算,并列成表格以供参考。通过比较得出结论:连接件的间距对四方柱的承载能力影响不大,但要满足分肢长细比的要求;由于方钢管的壁厚的增大提高了四方柱的截面积,因此能提高四方柱的承载力。