轻钢结构质量问题分析论文提纲

论文题目：双C型冷弯薄壁型钢复合墙板系统抗火性能研究

摘要：我国农村住宅一般采用自建方式建造,没有经过正常设计和正常施工,质量难以保证,导致国内多次地震中农村住宅严重破坏或倒塌的现象。发展装配式建筑是解决农村住宅问题的一个举措。双C型冷弯薄壁型钢复合墙板建筑体系的墙板采用双C型冷弯薄壁型钢和轻质保温材料复合,在工厂一次性生产,现场再安装防火面板。这种住宅体系具有保温性能好、安装方便快捷、受力性能优越、造价低,非常适合广大农村住宅建筑。目前未有人对双C型冷弯薄壁型钢复合墙板系统的抗火性能进行研究,我国规范《建筑钢结构防火设计规范》（GB51249-2017）中也尚未有关于确定墙板防火面板厚度的计算公式。本文针对双C型冷弯薄壁型钢复合墙板系统的抗火性能进行了研究,主要的工作内容如下:（1）根据室内火灾标准升温曲线以及传热学的相关理论,通过ANSYS热分析模块,建立了墙板系统温度场分析的有限元模型,分析了不同时刻墙体系统温度场的变化,得到墙板系统温度场的分布规律以及影响墙板系统温度场的因素,并利用试验数据验证了墙板系统温度场的分析结果。（2）针对不同防火面板厚度、不同防火面板材料、不同墙体厚度、不同墙体填充物、不同轻钢龙骨间距和不同轻钢龙骨厚度的复合墙板,分析了火灾下轻钢龙骨的升温规律,结果表明,防火面板厚度、材料、墙体填充物对受火侧轻钢龙骨截面温度场影响较大,而其他因素影响较小。（3）根据不同规范的对比确定了双C型冷弯薄壁型钢复合墙板系统耐火极限的要求,通过ANSYS建立81个室内标准升温曲线下的墙体系统有限元模型,得到墙板系统冷弯薄壁型钢在不同防火保护条件下不同时刻的温度值,并通过1stopt对得到的数据用麦考特法和通用全局优化法的优化算法进行了拟合回归,得到了墙板系统冷弯薄壁型钢柱的升温计算公式以及墙板系统防火面板的厚度计算公式。通过一个计算实例,介绍了满足耐火极限的墙板系统防火面板厚度的计算过程。

关键词：装配式建筑;双C型冷弯薄壁型钢复合墙板系统;抗火性能;有限元分析;温度场;防火面板厚度计算

学科专业：工程硕士（专业学位）

摘要

ABSTRACT

第一章 绪论

1.1 研究背景与意义

1.1.1 研究背景

1.1.2 研究意义

1.2 冷弯薄壁型钢结构抗火性能国内外研究现状

1.2.1 冷弯薄壁型钢结构住宅的发展

1.2.2 钢结构抗火设计方法的发展

1.2.3 钢结构抗火研究现状

1.3 研究内容

第二章 墙板系统温度场有限元分析

2.1 室内火灾升温曲线

2.1.1 火灾的发生条件

2.1.2 室内火灾的发展过程

2.1.3 室内火灾标准升温曲线

2.2 ANSYS热分析的基本理论

2.2.1 ANSYS热分析简介

2.2.2 ANSYS瞬态热分析

2.2.3 温度场理论

2.2.4 热传递方式

2.3 有限元模型的建立与验证

2.3.1 有限元模型的建立

2.3.2 有限元模型的验证

2.4 本章小结

第三章 影响墙板系统温度场的因素分析

3.1 有限元分析模型介绍

3.1.1 模型概况

3.1.2 测点设置

3.1.3 钢柱平均温度

3.2 防火面板对墙板系统温度场的影响

3.2.1 防火面板厚度对温度场的影响

3.2.2 防火面板材料对温度场的影响

3.3 墙体对墙板系统温度场的影响

3.3.1 墙体厚度对温度场的影响

3.3.2 墙体填充物对温度场的影响

3.4 轻钢龙骨对墙板系统温度场的影响

3.4.1 轻钢龙骨间距对温度场的影响

3.4.2 轻钢龙骨厚度对温度场的影响

3.5 本章小结

第四章 满足耐火极限的墙板系统防火面板的厚度计算

4.1 不同规范对墙板系统耐火极限的规定对比

4.2 墙板系统的抗火计算

4.2.1 墙板系统的抗火计算模型

4.2.2 墙板系统钢柱的升温计算

4.2.3 墙板系统钢柱的临界温度计算

4.3 墙板系统的抗火计算结果分析

4.3.1 墙板系统钢柱升温计算公式的拟合回归

4.3.2 墙板系统防火面板厚度计算公式的推导

4.4 墙板系统防火面板厚度的计算实例

4.5 本章小结

结论与展望

结论

展望

参考文献

致谢