輕鋼結(jié)構(gòu)中蒙皮效應(yīng)的簡(jiǎn)化計(jì)算研究.pdf

1、在輕鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，傳統(tǒng)的做法是僅將壓型鋼板作為屋面、墻面等圍護(hù)結(jié)構(gòu)，不考慮其對(duì)結(jié)構(gòu)承載力和空間整體性的影響。而事實(shí)上，若將壓型鋼板和結(jié)構(gòu)構(gòu)件可靠相連，其作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)的同時(shí)，還成為受力結(jié)構(gòu)的組成部分，能可觀的增加結(jié)構(gòu)的整體剛度，與圍護(hù)體系共同工作，壓型鋼板的這種作用被稱為蒙皮效應(yīng)。進(jìn)行輕鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)若考慮壓型鋼板的這種蒙皮效應(yīng)，既能更加符合實(shí)際情況地分析結(jié)構(gòu)的受力，還能在經(jīng)濟(jì)上獲得一定的效益。
　　我國(guó)關(guān)于蒙皮效應(yīng)的研究和應(yīng)用目前還

2、處于起步階段，在規(guī)范中對(duì)蒙皮效應(yīng)的規(guī)定相對(duì)較少，為此，系統(tǒng)地研究輕鋼結(jié)構(gòu)的蒙皮效應(yīng)，在工程應(yīng)用和理論層面上都具有重要意義。
　　研究輕鋼結(jié)構(gòu)蒙皮效應(yīng)的方法分為試驗(yàn)法、簡(jiǎn)化分析法和計(jì)算機(jī)模擬法，本文結(jié)合已有的試驗(yàn)研究成果和簡(jiǎn)化分析方法，以數(shù)值分析方法為主，采用有限元法這一常用的數(shù)值模擬法，利用有限元軟件ANSYS進(jìn)行模擬分析。
　　本論文研究了常用的國(guó)產(chǎn)壓型鋼板采用自攻螺釘連接的受力蒙皮單元的剪切性能。分析中將各向異性的壓型波

3、紋板等效成為正交各向異性的平板。首先利用ANSYS軟件，以單個(gè)滿足一系列假定的蒙皮單元為例，對(duì)其進(jìn)行內(nèi)力與變形分析、抗剪強(qiáng)度與剛度分析，引入等效拉壓桿理論，建立蒙皮單元的簡(jiǎn)化計(jì)算模型，并用有限元軟件進(jìn)行驗(yàn)證。然后利用有限元軟件建立整體輕鋼結(jié)構(gòu)模型，并在屋面及墻面布置蒙皮板，在建模時(shí)根據(jù)壓型鋼板的正交異性等效原理將壓型鋼板等效成為同厚度的平板，以簡(jiǎn)化建模過(guò)程。引入上一步中得出的數(shù)值結(jié)論，分別模擬蒙皮整體結(jié)構(gòu)模型和拉壓桿簡(jiǎn)化計(jì)算整體結(jié)構(gòu)模型

4、，對(duì)比分析其側(cè)移量，從而對(duì)簡(jiǎn)化計(jì)算模型的正確性進(jìn)行驗(yàn)證，并比較分析了結(jié)構(gòu)的承載力和柱頂端位移值在考慮蒙皮效應(yīng)和不考慮蒙皮效應(yīng)兩種情況下的差值，以對(duì)結(jié)構(gòu)受力性能受蒙皮效應(yīng)的影響進(jìn)行量化分析。
　　論文研究表明，根據(jù)抗剪剛度等效原則確定的拉壓桿簡(jiǎn)化計(jì)算模型來(lái)計(jì)算不開(kāi)洞蒙皮單元，雖然有一定的偏差，但是在工程許可范圍內(nèi)。以本文中三跨單層工業(yè)廠房為例，對(duì)整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析計(jì)算表明，考慮蒙皮效應(yīng)對(duì)提高結(jié)構(gòu)的承載力具有可觀效果，可達(dá)21％左右;對(duì)