C型轻钢龙骨墙柱动力性能的数值模拟分析.pdfVIP

浙江建筑，第27卷 ，第7期，2010年7月 ZhejiangConstruction，Vo1．27，No．7，Ju1．2010 C型轻钢龙骨墙柱动力性能的数值模拟分析 NumericalSimulationAnalysisoftheDynamicPerformance oftheCT·ypeLightgageSteelJoistWallColumn 赵滇生，郎晟颉 ZHAODian—sheng，LANGSheng-jie (浙江工业大学建筑工程学 院，浙江 杭州 310014) 摘 要：C型轻钢龙骨柱是轻钢龙骨墙中的主要承重构件 ，选取四类有代表性的截面形式，通过 ANSYS对 C型轻钢龙骨柱外 包 OSB板在低周反复荷载下墙柱的受力性能进行数值模拟分析，分析了轴压 比、柱高、柱距、宽厚 比对墙柱滞回性能的影响。结果 表明，在不同的轴压 比、柱高、柱距下，墙柱的承载力与截面的宽厚 比并非呈简单的线性关系，需要综合考虑构件 的屈 曲等相关 因素。 关键词 ：轻钢龙骨；滞 回曲线 ；数值模拟；屈 曲；影响因素 中圈分类号 ：TU398 ．9 文献标识码 ：A 文章编号：1008—3707(2010)07—0022—05 冷轧轻钢骨架结构住宅在北美市场住宅的市场 1．2 模 型介 绍 份额 占25％…，在中国住宅市场上起步较晚，国内 模型截取实际墙柱中典型的墙段，端部两根龙骨 缺乏关于冷弯薄壁型钢低层住宅体系的试验资料和 采用冷弯薄壁 C型钢，为避免龙骨长细比过大发生整 设计规范 ，有关冷弯薄壁型钢低层住宅的整体受力 体失稳 ，柱高 h取 ：3W、5w、10w，为腹板高，为避免 性能的研究资料不多，在一定程度上阻碍 了低层 的 龙骨柱长细比过大，重点 比较 3w和5w的短柱 ，龙骨 冷弯c型钢龙骨住宅在我 国内地市场 的推广和应 柱截面尺寸见表 1，间距取400mill和60Olnm两类，导 用。本文借助 ANSYS对低周反复荷载作用下 c型 轨尺寸根据相应的龙骨改变，蒙皮板厚度取 OSB板标 轻钢龙骨墙柱进行数值模拟 ，分析轴压比、柱高 、柱 准尺寸 10mm，墙柱忽略蒙皮和柱以及导轨间的滑移， 距 、宽厚 比等参数变化 ，研究其对 c型轻钢龙骨墙 将各接触部位平动 自由度耦合。模型及坐标见图l。 柱的延性 、耗能能力等受力性能的影响。 1 材料模型和单元类型 1．1 单元及材料 考虑钢材 的 Bauchinger效应 ，模型 中 C型柱、 OSB板、导轨均采用双向随动强化模型，单轴应力． 应变关系为理想弹塑性模型。 材料选用：C型柱及导轨用 Q235，OSB板屈服 应力取 22MPa。 有限元单元类型：所有构件均采用shelll81单元 。 图1 墙柱模型图 收稿 日期 ：2010—03—25 作者简介：赵滇生(1957一)，男，浙江义乌人 ，副教授 ，研究方 向为钢结构 ，空 间结构 。 第 7期 赵滇生等 ：C型轻钢龙骨墙柱动力性能的数值模拟分析 23 本文研究了轴压力系数、宽 2 有限元结果分析 厚比、柱距 、柱高等参数变化对 c型轻钢龙骨墙柱的滞 回性能 2．1 滞 回曲线性态分析 的影 响。不 同分析模 型的参数 滞 回曲线能够反映节点刚度退化、强度衰减 、耗 见表 1，表中参数意义见图2。 能能力及延性等结构抗震性能的综合特征 ，也是 1．3 约束与荷裁的施加 结构进行弹塑性地震反应分析时确定恢复力特征的 C型轻钢龙骨柱底为