开孔龙骨墙体标准单元抗弯性能分析

利用ABAQUS建立腹板开孔的轻钢龙骨墙体标准单元有限元模型,在验证了模型可靠性的基础上,考虑腹板开孔排数、钢板厚度、腹板高度等参数的影响,对腹板开孔的轻钢龙骨墙体标准单元在均布荷载作用下的抗弯性能进行分析,分析墙体的破坏模式并确定影响墙体抗弯性能的主要因素。分析表明,在开孔比例相同的前提下,随着腹板高度的增加,墙体抗弯刚度显著提高,但抗弯承载力的提高幅度相对较小。综合考虑墙体造价与保温性能等因素,增加龙骨板件厚度是提高墙体抗弯刚度与抗弯承载力的最有效方式。天地龙骨腹板开孔不明显降低墙体抗弯性能,为提高墙体保温性能,可将天地龙骨腹板通长开孔。

均布荷载作用下腹板开孔轻钢龙骨墙体受弯性能试验研究

为研究腹板开孔轻钢龙骨墙体中覆面板材对墙体受弯承载力的贡献,考虑龙骨腹板高度、自攻螺钉间距等参数的影响,对5片腹板开孔的轻钢龙骨墙体标准单元在均布荷载作用下的受弯性能进行了试验研究,分析试件的承载力、破坏模式、挠度、应变和剪力滞效应等。基于试验结果,建立了可考虑剪力滞效应的腹板开孔轻钢龙骨墙体标准单元有限元模型,将试验结果与有限元计算结果进行对比,验证了模型的可靠性。基于有限元模型,研究了石膏板厚度、龙骨间距和腹板高度对石膏板有效宽度的影响。试验结果表明:开设细长孔洞对龙骨腹板削弱较大,会引起剪力滞效应,并导致墙体在均布荷载作用下在支座附近发生腹板的剪切屈曲;对于厚度为100~200 mm的墙体,竖龙骨与石膏板间的自攻螺钉间距取300 mm即可保证石膏板与龙骨共同工作;在开孔比率相同的前提下,随着腹板高度的增加,墙体抗弯刚度及受弯承载力均有显著提高。所建立的腹板开孔轻钢龙骨墙体标准单元实体有限元模型能够合理考虑剪力滞效应,与试验结果吻合良好,试件初始刚度和承载力预测值与试验结果最大相差分别不超过6%和4%。有限元参数分析结果表明石膏板有效宽度主要受龙骨腹板高度影响。