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。     

新型腹板开孔HF2轻钢龙骨复合墙体传热参数数值分析

以腹板开孔及不开孔HF2轻钢龙骨复合墙体作为研究对象,通过ANSYS数值模拟分析龙骨高度、厚度、闭合区高度比对传热及热桥效应的影响。对HF2轻钢龙骨复合墙体承载力、保温性、耐久性进行简述。同时,对影响墙体传热性能的三个孔洞参数进行分析,包括:孔的长度、孔的宽度、腹板开孔排数。研究结果表明:腹板开孔能够有效地减少HF2轻钢龙骨复合墙体热量损失,降低热桥效应;龙骨高度增大,厚度减小,闭合区高度比减小均能使墙体传热系数减小,以满足保温要求。孔洞长度、开孔排数对墙体传热性能有较大影响,孔洞宽度几乎无影响。     

腹板开孔轻钢龙骨墙体的传热性能

以腹板开孔轻钢龙骨复合墙体为研究对象,利用ANSYS有限元分析软件建立了开孔轻钢龙骨墙体传热性能的有限元分析模型。对比分析了相同条件下开孔轻钢龙骨墙体与不开孔轻钢龙骨墙体的传热系数,在此基础上对孔洞排数、孔洞几何尺寸进行了参数分析,得到孔洞排数与孔洞长度是影响腹板开孔轻钢龙骨墙体传热性能主要参数的结论,上述研究可为轻钢龙骨墙体在我国寒冷地区的应用提供设计参考。     

新型腹板开孔HF1龙骨复合墙体传热传湿研究

在腹板开孔C型轻钢龙骨的研究基础上,利用有限元软件,模拟分析了新型腹板开孔HF1龙骨开孔参数对复合墙体传热传湿的影响,指出腹板开孔轻型钢龙骨复合墙体可大大改善墙体的传热性能,减小热量损失,控制热桥影响。     

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。     

HF2轻钢龙骨复合墙体传热分析

以腹板开孔HF2轻钢龙骨复合墙体作为研究对象,进行传热性能分析,通过对比腹板开孔及不开孔HF2轻钢龙骨复合墙体的温度场、热流密度场及龙骨影响范围等,来研究腹板开孔对该墙体传热性能的影响,同时,对截面参数:龙骨高度、龙骨厚度、龙骨截面参数进行传热分析。研究表明,腹板开孔能有效降低热量损失;龙骨高度越大,龙骨厚度越小,利于提高墙体保温隔热性能;龙骨截面宽度不宜过大或过小。     

轻钢龙骨复合墙体三维导热有限元分析

本文利用有限元软件ANSYS对C型轻钢龙骨复合墙体进行了三维导热数值模拟，着重进行了腹板开孔轻钢龙骨复合墙体的导热计算，根据模拟得到的墙体热流量场、温度场，分析了开孔排数、开孔的长度、宽度、孔的横向间距和纵向间距以及龙骨翼缘宽度对墙体导热性能的影响情况和热桥问题。模拟分析结果表明：基于腹板开孔的轻钢龙骨复合墙体能有效降低热桥效应，合理选取开孔参数，即可使其平均传热系数很好地满足寒冷地区的节能使用要求，使其在我国寒冷地区作为住宅外墙推广应用成为可能。     

腹板开孔轻钢龙骨在均布荷载作用下的抗弯性能有限元分析

利用有限元软件ABAQUS对腹板开孔的轻钢龙骨在均布荷载作用下的抗弯性能进行了分析。将有限元分析结果与有限条分析软件CUFSM的分析结果及试验结果进行对比分析,验证了ABAQUS在分析腹板开孔轻钢龙骨抗弯性能时的可靠性。在此基础上,考虑腹板开孔排数、钢板厚度、腹板高度等参数的影响,研究了轻钢龙骨在均布荷载作用下的抗弯性能及龙骨的破坏模式,并确定影响墙体抗弯性能的主要因素。根据分析结果,建议龙骨腹板通长开孔,以方便实现工业化批量生产。     

轻钢龙骨外墙节能设计方案研究

为进一步探讨优化轻钢龙骨复合墙体节能设计的有效途径,扩大其在我国严寒地区应用,采用热电偶测温方法进行腹板开孔、带外保温层腹板开孔两个方案的轻钢龙骨复合墙体传热性能的试验研究,重点考察墙体的传热系数和测点温度。试验结果表明:腹板开孔节能设计方法可以降低轻钢龙骨墙体的热损失,削弱龙骨所在部位的热桥效应,显著提高墙体的保温性能。两种试验方案的墙体传热系数分别为0.315,0.250 W/(m2.K),可以满足我国严寒地区居住建筑围护结构节能50%的传热系数限值要求。选用JG/T182—2005《低层轻型钢结构装配式住宅技术要求》推荐的轻钢龙骨规格,组成标准轻钢龙骨复合墙体,采用ANSYS有限元模拟对比分析4类墙体的平均传热系数、温度场,进行墙体的经济性比较,提出符合我国严寒地区(如哈尔滨市)建筑节能标准的轻钢龙骨复合外墙节能设计方案。     

预制轻钢轻混凝土外墙板受弯性能试验研究

预制轻钢轻混凝土外墙板是以轻钢龙骨为骨架,骨架一侧设置硅酸钙板,内部填充聚苯颗粒混凝土的预制轻质墙板。为研究墙板受弯性能,对硅钙板位置、轻混凝土强度、轻钢龙骨规格、龙骨腹板开孔、横龙骨间距等影响因素进行对比试验。研究表明:在面外荷载作用下,由于轻混凝土对轻钢的约束作用,预制轻钢轻混凝土墙板总体表现为轻钢龙骨受拉屈服破坏;墙板的抗弯承载力随着轻混凝土强度提高而增大;墙板一侧的硅酸钙板作为受拉面时,墙板的受弯承载力大于其作为受压面时墙板的受弯承载力;轻钢龙骨腹板开孔降低了墙板的受弯承载力;轻钢横龙骨对墙板承重受力性能影响不大。     

外挂式轻钢龙骨墙体-钢框架连接受力性能研究

为提高腹板开孔轻钢龙骨外围护墙体的装配化程度,实现该类墙体的整片式吊装,提出了该类墙体与钢框架之间的外挂式连接方案。考虑钻尾钉、长螺栓两种连接型式及墙体厚度的影响,设计5片外挂于足尺钢框架的墙体标准单元,试验研究连接在风压与风吸荷载作用下的可靠性。采用ABAQUS有限元分析软件建立实体有限元模型,在验证了有限元模型合理可靠的基础上,分析风压与风吸荷载作用下,不同厚度墙体与钢框架连接的应力状态与传力路径。在此基础上,对2组外挂于钢框架的3 m×3 m足尺腹板开孔轻钢龙骨墙体进行了滞回试验,其中一组外挂墙体开设窗洞口,窗墙面积比为0.3,验证外挂式连接在地震作用下的可靠性。研究表明,钻尾钉难以保证风吸荷载作用下墙体连接的受力性能;当腹板开孔轻钢龙骨墙体与钢框架间采用外挂式连接时,建议采用长螺栓连接型式。长螺栓外挂式连接传力明确、施工方便;在风压、风吸及面内水平荷载作用下,墙体发生破坏时,连接区域材料未屈服,龙骨未发生局部屈曲,不会发生脆性破坏,在常用墙体厚度范围内均留有较高的安全储备,能够达到"强连接弱构件"的设计理念。     

蒸压纤维水泥板覆面轻钢龙骨式复合墙体抗剪性能试验研究

为研究采用蒸压无石棉纤维素纤维水泥板(CCA板)覆面的轻钢龙骨式复合墙体的抗剪性能,进行了13片足尺墙体的水平单调加载和低周反复加载试验。试验结果表明,采用CCA板覆面轻钢龙骨式复合墙体的破坏主要表现为自攻螺钉连接处的CCA板拉裂或者螺钉拔出,最终CCA板失去传递剪力的能力而破坏,轻钢龙骨未发生明显破坏。基于试验结果,得到了各类CCA板覆面墙体的屈服荷载、最大荷载、破坏荷载以及位移延性系数等性能指标。最后,分析了CCA板厚度、密度以及加载方式对轻钢龙骨式复合墙体受剪性能的影响,并与OSB板、石膏板覆面墙体进行了比较。     

轻钢龙骨墙体经济性研究

采用黑龙江省相关定额作为计价依据,进行了轻钢龙骨复合墙体价格组成分析。为使轻钢龙骨复合墙体满足哈尔滨地区建筑外墙节能标准,依据保温性能相近原则,进行了轻钢龙骨墙体与8种常用墙体的造价、自重和占用空间对比分析。分析表明,轻钢龙骨复合墙体的价格在100～180元/m2之间,其中材料价格组成中岩棉所占比重最大,占总价格的40%～50%;龙骨腹板开孔后墙体材料价格升高0.4%～0.5%,加20mm厚苯板外保温后墙体材料价格升高13%～20%。对比分析表明,轻钢龙骨墙体具有保温性能优越、价格适中、墙体厚度小等特点,综合效益突出,具有在哈尔滨地区推广使用的前景。     

纸面石膏板墙棚面接缝处开裂的防治措施

目前轻钢龙骨纸面石膏板吊顶、隔墙已被广泛地使用在建筑工程中,但接缝处开裂的现象普遍存在,尽管采用网格带、纸带、嵌缝石膏等材料防止开裂,但仍未彻底根治。1纸面石膏板接缝处开裂的主要原因1.1设计原因(1)选用的轻钢龙骨厚度较薄时,龙骨受力后产生变形而导致石膏板随着发生变形开裂;(2)墙体的高度较高而龙骨的刚度不足,龙骨颤动变形引起石膏板开裂;(3)顶棚吊杆间距过大或主龙骨间距过大,会使次龙骨变形而引发石膏板接缝开裂;(4)使用环境的温差较大,龙骨胀缩较大使石膏板接缝开裂;(5)使用环境的振动大,墙体龙骨随之振动,也易使石膏板接缝…     

三面受火条件下工字钢截面的温度场分区计算

为了较准确地评估火灾条件下三面受火工字钢截面的温度分布,采用非稳态的热传导计算理论对工字钢上下翼缘与腹板进行分区,分别计算了钢构件截面各部分的温度场,综合考虑表面热阻、背火面的热损失,较精确地分析出截面各部分温度场分布.计算结果表明:钢构件各部分截面温度呈极不均匀分布,受标准火60 min和120 min时,上翼缘比截面平均温度低约57%和64%;下翼缘比截面平均温度高约13%和20%;而腹板比截面平均温度高约88%.钢结构截面各部分温差较大将会引发较大的温度应力,更高的腹板温度可能引发腹板率先破坏,在确定构件保护层厚度时应予充分重视.     

箱板装配式组合墙耐火极限研究

箱板装配式组合墙具有良好的抗震性能，为使组合墙在实际工程中满足设计标准要求的耐火极限，对其设计了抗火构造措施，并建立了耐火极限分析模型。模型中对组成抗火构造措施的各部分：岩棉厚度、龙骨间距和开孔排数、石膏板层数和厚度、覆面板材种类、高厚比、轴压比进行参数分析。结果表明，当岩棉厚度超过100 mm后，增加岩棉厚度能更加有效地提高墙体的耐火极限；增加受火面覆面板材厚度和层数也可大幅度提升耐火极限；轴压比对耐火极限影响显著，而龙骨间距和开孔排数几乎无影响。根据上述分析结果提出抗火优化设计方法，为箱板装配式体系防火设计提供理论支持。     

双C型冷弯薄壁复合墙板系统抗火性能研究

为研究双C型冷弯薄壁复合墙板系统的抗火性能,运用经试验验证的复合墙板系统温度场的ANSYS分析方法,分析了不同影响因素对复合墙板在火灾下轻钢龙骨的升温规律的影响.结果表明,防火面板厚度、防火面板材料、墙体填充物和墙体厚度对轻钢龙骨升温影响较大,而轻钢龙骨厚度、轻钢龙骨间距对轻钢龙骨升温影响较小.对81个不同影响因素的复...     

竹结构轻型框架房屋火灾安全性能试验研究

采用欧洲规范确定房屋的火灾荷载后,使用木垛火作为火源,对一足尺竹结构轻型框架房屋进行火灾模拟试验,研究了此类型房屋的火灾安全性能。历时1h的火灾作用后,墙体骨柱在9.5mm厚普通石膏板的保护下,平均炭化深度仅为截面尺寸的1/3,而楼盖格栅在19mm厚防火石膏板的保护下几乎没有火灾损伤,房屋最终保持了良好的结构整体性,表明此类竹结构房屋耐火时间可以达到1.0h以上,具有良好的火灾安全性能;墙体和楼板内外表面的热电偶数据显示迎火面墙体最高温度达到686℃的情况下,背火面温度维持在一个较低的温度水平(最高温度仅为46～84℃),表明采用石膏板和岩棉的房屋墙体和楼板具有良好的保温隔热性能;在试验研究的基础上,对竹结构轻型框架房屋的构造措施提出了设计建议。     

高地震烈度地区大跨度超高轻钢龙骨石膏板隔墙优化设计与施工

昆明春之眼商业中心项目宴会厅、放映厅、小影厅内部轻钢龙骨石膏板隔墙存在两层通高,墙体净高10.8m,最大跨度44m,国内罕见.项目采用SolidWorks有限元分析软件对大跨度超高轻钢龙骨墙加固方式进行分析模拟,在最不利情况下,内力、强度应力均能满足要求,保证了轻钢龙骨墙体的稳定性、安全性和功能性.     

轻钢龙骨复合墙体节能设计方法与研究进展

轻钢龙骨结构体系作为一种节能、环保、施工效率高的结构形式,近年来在住宅建筑中运用日益广泛。但由于钢材的高导热性,钢龙骨处极易形成热桥,导致墙体内表面温度低,容易结露。在严寒地区应用这种结构墙体,热桥现象更为突出,同时还会对人体造成较强的冷辐射,使人体感觉不舒适。因此,深入研究轻钢龙骨复合墙体的节能设计方法,对于在严寒地区推广应用这种结构体系具有重要意义。详细介绍轻钢龙骨复合墙体的两种常用节能设计方法（外保温法和轻钢龙骨腹板开孔法）和两类外墙传热性能的分析方法（数值方法和物理试验研究法）,最后介绍轻钢龙骨复合墙体传热性能的研究进展。