砌筑填充墙速接式轻钢构造柱的应用与分析

砌筑填充墙速接式轻钢构造柱,是一种替代混凝土构造柱的新型构件,其关键技术包括设计、制作与安装等系列内容,由中建八局第一建设有限公司和合肥工业大学联合研发,已列入住建部2016年科学技术计划的项目。项目研究成果,经国内有关专家多次论证通过,经鉴定,结论为达到国内领先水平。为使科研成果快速转化,广泛应用,文章将应用技术成果和经济效益予以分析,以提供我国建筑工程设计与施工作为参考。

砌筑填充墙速接式轻钢构造柱的研究

为替代传统砌筑填充墙混凝土构造柱,落实我国关于去产能、绿色建造发展战略,实现建筑产品标准化生产、节能环保、战略性储备钢铁,减小劳动强度,提高工效,缩短工期,降低工程成本,确保工程质量,寻求替代构件,文章针对轻钢构造柱进行了系列研究,主要内容有:轻钢构造柱的选材、截面形状及尺寸、试验、计算、抗裂及保温措施等,并对我国现有混凝土构造柱的现状进行了调研,论证了用轻钢构造柱替代混凝土构造柱的可行性,为我国建筑工程设计与施工提供重要的参考依据。

基于ABAQUS模拟的速接式轻钢构造柱研究

为研究应用于砌筑填充墙的速接式轻钢构造柱的受力性能及约束能力,以轻钢构造柱与混凝土构造柱的对比试验为基础,利用ABAQUS软件模拟轻钢构造柱填充墙试验,根据模拟得到的墙体损伤云图与试验填充墙裂缝开展比较;并将有限元模拟分析得到的墙体位移、构造柱位移、墙体拉结筋应力与试验结果对比,验证了有限元模型分析的可靠性。经试验及有限元分析表明:轻钢构造柱的整体性好、位移较小,轻钢构造柱与拉结筋连接可靠,能够有效约束住墙体避免墙体倾覆。由于轻钢构造柱施工方便,能有效控制施工质量,故轻钢构造柱替代混凝土构造柱具有良好的应用前景。

轻钢构造柱中拉结筋作用性能的试验研究

对轻钢构造柱中的拉结筋在荷载作用下的作用性能进行试验研究,通过单向静力荷载试验,对比分析轻钢构造柱墙体和混凝土构造柱墙体中拉结筋的应力应变规律。试验结果表明,轻钢构造柱可对开裂后的墙体起到有效约束,改善墙体的破坏形态,轻钢构造柱拉结筋作用效果明显强于混凝土构造柱墙体。本文研究结果对轻钢构造柱的推广和应用提供了一些参考依据。

基于荷载作用下轻钢构造柱的墙体裂缝机理探讨

采用轻钢构造柱替代传统混凝土构造柱,在荷载的作用下对墙体的裂缝进行对比分析,探索轻钢构造柱的应用价值。试验表明,在荷载作用下,通过对裂缝的机理分析可知,轻钢构造柱片墙的墙面破坏性较传统混凝土构造柱有优势,其强度与刚度不低于混凝土构造柱,并整体性较好,研究结果为轻钢构造柱的应用与推广提供一定的参考依据。

轻钢构造柱约束填充墙的抗震性能分析

填充墙的构造措施直接影响填充墙的抗震性能,本文根据现有轻钢构造柱和混凝土构造柱的研究成果,利用ABAQUS软件建立了多片填充墙有限元模型,将所得结果与试验进行对比,模拟值和试验值较吻合,证实了有限元模型的可用性.同时,使用拟静力加载方法,提取了分析结果,对比了在填充墙中分别设置轻钢构造柱和混凝土构造柱情况下的滞回曲线和骨架曲线,从而对两者的抗震性能做出分析.结果表明:填充墙中设置构造柱能有效提高其抗震性能,设置轻钢构造柱的填充墙,其极限承载力、延性、耗能能力略高于设置混凝土构造柱的填充墙;后期混凝土构造柱损伤大,承载力和刚度下降均较快,而轻钢构造柱的截面尺寸对刚度退化的贡献不明显。

轻钢构造柱填充墙的抗侧移性能试验分析

在砌筑填充墙中使用轻钢构造柱,符合绿色建筑发展方向,为研究轻钢构造柱填充墙的整体性力学性能,对轻钢构造柱片墙和混凝土构造柱片墙进行试验对比分析。试验表明,在相同外在条件下,轻钢构造柱片墙试验时墙体侧移发展较缓慢,较混凝土构造柱片墙具有较好的力学性能和抗震性能,由此可为轻钢构造柱在工程设计和实际应用中提供一些参考依据。