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轻钢龙骨夹芯复合外挂墙板挂件连接节点承载性能及墙板抗弯性能研究

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摘要

第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 复合墙板挂件连接节点结构性能的研究现状

1.3 复合墙板抗弯性能的研究现状

1.4 本文研究的主要内容

第二章 轻钢龙骨夹芯复合外挂墙板挂件连接节点设计与承载性能试验

2.1 前言

2.2 轻钢龙骨夹芯复合外挂墙板挂件连接节点设计

2.3.1 试验目的

2.3.2 试件设计

2.3.3 试验加载装置及加载制度

2.3.4 试验量测及测点布置

2.4 试验过程及破坏形式

2.4.1 试件JD1

2.4.2 试件JD2

2.4.3 试件JD3

2.4.4 试件JD4

2.4.5 试件JD5

2.4.6 构件破坏形式分析

2.5 试验结果分析

2.5.1 承载力分析

2.5.2 荷载-位移关系曲线

2.5.3 应变分布规律

2.6 本章小结

第三章 轻钢龙骨夹芯复合外挂墙板挂件连接节点承载性能数值分析

3.1 前言

3.2 有限元模型

3.2.1 计算模型和基本假定

3.2.2 材料的本构关系

3.2.3 单元选取和网格划分

3.2.4 边界条件和加载方式

3.3 有限元分析与试验结果对比

3.3.2 荷载-应变关系曲线对比

3.3.3 试件的破坏形式对比

3.3.4 JD3的有限元分析结果

3.4 节点优化

3.4.1 节点优化措施

3.4.2 优化后的节点有限元分析

3.5 节点设计应用实例

3.6 本章小结

第四章 轻钢龙骨夹芯复合外挂墙板抗弯性能数值分析

4.1 前言

4.2 试件设计

4.3 有限元模型

4.3.1 计算模型和基本假定

4.3.2 材料的本构关系

4.3.3 单元选取和网格划分

4.3.4 边界条件和加载方式

4.4 有限元分析结果

4.4.1 墙板P-δ关系曲线分析

4.4.2 墙板应力分布分析

4.5 本章小结

第5章 轻钢龙骨夹芯复合外挂墙板抗弯性能参数分析

5.1 前言

5.2 轻钢龙骨钢材型号

5.3 方钢管壁厚

5.4 方钢管边长

5.5 轻钢龙骨间距

5.6 纤维水泥板厚度

5.7 面板板材类型

5.8 墙板规格选用

5.9 本章小结

第六章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况

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摘要

当前我国正处于化解钢铁产能,大力发展绿色建筑的转型时期,发展工业化装配式钢结构是实现建筑产业现代化的重要途径之一,同时在发展钢结构时运用新型墙体技术,可以实现节能建筑的全装配式生产。然而,我国在钢结构住宅外挂墙板方面缺乏性能优越的产品、安全可靠的挂件连接节点和相适应的设计方法和标准。因此,迫切需要研究墙板挂件连接节点和新型外挂墙板,同时通过试验和有限元分析方法了解挂件连接节点的承载性能和外挂墙板的抗弯性能。本文主要开展的研究工作如下:
  (1)进行了5组轻钢龙骨夹芯复合外挂墙板节点承载性能试验,详细考察了节点的破坏形式、极限承载力、荷载-位移关系曲线和应变分布规律。
  (2)利用有限元软件ABAQUS建立了轻钢龙骨夹芯复合外挂墙板挂件连接节点的有限元模型,把有限元分析结果与试验结果进行对比,验证有限元模型的准确性,同时对提出的节点优化措施进行建模分析,分析优化后挂件连接节点的承载性能,最后分析了节点应用实例。
  (3)利用有限元软件ABAQUS建立了轻钢龙骨夹芯复合外挂墙板的计算模型,模拟墙板承受的水平向荷载,对墙板P-δ关系曲线和墙板应力分布进行分析,研究墙板的抗弯性能。
  (4)利用有限元软件ABAQUS对轻钢龙骨夹芯复合外挂墙板进行建模分析,得到墙板受到水平向荷载时挠度最大处的P-δ关系曲线、抗弯极限荷载、弹性刚度,比较了轻钢龙骨的钢材屈服强度、方钢管壁厚、方钢管边长、轻钢龙骨间距、纤维水泥板厚度、面板板材类型对轻钢龙骨夹芯复合外挂墙板整体抗弯性能的影响,得到不同的墙板规格选用。
  本文的研究成果可以为轻钢龙骨夹芯复合外挂墙板的应用提供理论和数据参考,对推动我国装配式钢结构住宅的发展具有重要的理论及工程意义。

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