冷弯型钢低层住宅房屋体系墙体立柱的性能研究

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冷弯薄壁型钢低层宅房屋体系的墙体是该体系房屋的竖向承重结构。其墙体一般由墙体密立柱(一般为卷边槽钢)、墙面围护材料(例如石膏板、定向板)组成。墙面材料不仅是建筑的需要,同时也能在一定程度上对墙体立柱提供有效的支承作用。本文主要考虑这种支承效应对立柱性能的影响,试图建立起这种房屋体系墙体立柱的理论计算方法,作为设计参考。主要内容包括: (1)提出了考虑墙板的支承效应后,该体系房屋墙体立柱的理论计算方法。(2)在Timoshenko-Gere(1961)弯扭屈曲模型的基础上,通过简化推导,提出了考虑墙板的支承效应后,墙体立柱计算的力学模型。(3)用解析法推导出四种典型边界条件下,墙体立柱的屈曲临界荷载。对于一端固定、一端简支的边界条件,因变形函数不能用简单的周期形式表示,笔者用MATLAB6.1编制了程序MSEWZ,通过判断确定出合理的变形函数。(4)参照GB 50018、AISI96二本现行规范,采用有效宽度法考虑局部屈曲后强度并对非弹性屈曲应力进行修正,给出了考虑局部屈曲影响和进行非弹性修正后立柱的稳定承载能力P_n。(5)用MATLAB6.1编制了计算程序WSWZ,并选取了典型截面进行计算分析。分析结果表明:考虑支承效应后,墙体立柱的承载能力比原来提高了1.6~1.8倍:立柱墙板连接件间距取s=L/8较为合理,L为立柱的长度;可不考虑墙板对立柱沿垂直墙面方向提供的支承效应。
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