格构轻钢轻骨料混凝土组合墙体抗侧性能有限元分析

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格构轻钢轻骨料混凝土房屋是国内研发出的新型组合结构体系,具有地震作用小、自重小、符合国家发展绿色节能建筑政策,施工方便等诸多特点。经过多年发展,格构轻钢体系被广泛应用于别墅、学校、展览馆、餐厅、厂房等民用、工业建筑中,取得了良好的经济效益与社会效益。本文以格构轻钢轻骨料混凝土组合墙体为对象,采用大型有限元软件ABAQUS,在同时考虑材料非线性与几何非线的基础上,研究墙体在水平荷载作用下的受力特性,以指导设计与工程应用。本文主要工作如下:(1)介绍了格构轻钢轻骨料混凝土组合结构桁架梁、墙体、楼板、连接的做法及特点。(2)在查阅相关文献的基础上,得出适合于轻骨料混凝土的塑性损伤模型材料参数,通过实例模拟,验证其合理性,为格构轻钢与轻骨料组合结构墙体的抗侧性能研究提供了方便。(3)建立典型的格构轻钢轻骨料混凝土组合墙体有限元计算模型,得到结构在水平荷载作用下荷载-位移曲线,极限承载力及与之对应的极限侧移值、墙体MISES应力和位移分布云图,研究了轻骨料混凝土在水平荷载作用下的拉压损伤分布与裂缝开展状况。(4)采用有限元方法分析采用ALC板、OSB板作为结构板的格构轻钢墙体的抗侧性能,并与格构轻钢轻骨料混凝土组合墙体进行比较,得到不同类型墙体承载力、变形与破坏模态的差别。(5)通过一系列分析,研究轻骨料混凝土强度、片柱矩形钢管厚度以及片柱间距等因素对格构轻钢轻骨料混凝土组合墙体抗侧性能的影响。由于同时考虑钢管架与轻骨料混凝土的组合作用,格构轻钢轻骨料混凝土组合墙体的受力性能复杂,本文的分析可为后期进一步研究、设计与规范编制提供参考。
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