單層雙跨工業(yè)廠房蒙皮效應(yīng)研究.pdf

1、壓型鋼板在門式剛架結(jié)構(gòu)中，利用本身的抗剪能力參與結(jié)構(gòu)整體受力并有著剪力傳遞作用，從而提高并加強(qiáng)了結(jié)構(gòu)整體的空間性能，這就是蒙皮效應(yīng)。蒙皮效應(yīng)的產(chǎn)生能明顯加強(qiáng)整體結(jié)構(gòu)剛度，對側(cè)向位移的抵抗有著良好的作用，并能減小梁柱的截面尺寸。所以在實(shí)際工程中考慮蒙皮效應(yīng)，會(huì)大大提高結(jié)構(gòu)的性能并取得一定的經(jīng)濟(jì)效益。
　　 本文通過ANSYS有限元分析軟件，對單層雙跨門式剛架結(jié)構(gòu)中的蒙皮效應(yīng)進(jìn)行研究。以對比分析的方式對整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了靜力分析、模態(tài)分

2、析和地震反應(yīng)譜分析，以及對考慮蒙皮效應(yīng)的結(jié)構(gòu)的梁、柱截面尺寸進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，進(jìn)而體現(xiàn)出蒙皮效應(yīng)帶來的經(jīng)濟(jì)效益。
　　 1．在有蒙皮和無蒙皮條件下，對單層雙跨門式剛架結(jié)構(gòu)在靜荷載作用下的位移、應(yīng)力以及內(nèi)力進(jìn)行比較和分析。發(fā)現(xiàn)考慮蒙皮時(shí)模型邊榀剛架的位移、應(yīng)力都大于不考慮蒙皮時(shí)的位移、應(yīng)力。此外，與無蒙皮板模型相比，有蒙皮板模型的中間榀剛架的最大應(yīng)力以及位移反而較小，這體現(xiàn)了蒙皮板對結(jié)構(gòu)整體受力的影響，即蒙皮效應(yīng)的影響。由內(nèi)力分析可知

3、，帶蒙皮板模型中蒙皮板的參與作用使得離邊端稍遠(yuǎn)位置處的荷載效應(yīng)向邊端位置傳遞，從而顯示出帶蒙皮模型檁條的邊端的彎矩大于無蒙皮模型檁條的邊端的彎矩的結(jié)果。
　　 2．利用ANSYS對結(jié)構(gòu)進(jìn)行了模態(tài)分析和地震反應(yīng)譜分析。模態(tài)分析中取了30階模態(tài)，并對考慮蒙皮板和不考慮蒙皮板這兩種結(jié)構(gòu)模型的結(jié)果進(jìn)行了對比分析。結(jié)果表明，蒙皮板參與了結(jié)構(gòu)的整體受力，并對結(jié)構(gòu)整體產(chǎn)生了影響。主要表現(xiàn)在：蒙皮效應(yīng)能夠使得結(jié)構(gòu)的自振周期變小，這就說明了蒙皮效

4、應(yīng)對結(jié)構(gòu)剛度的加強(qiáng)效果。振型圖顯示，蒙皮板也參與結(jié)構(gòu)的振動(dòng)，這與結(jié)構(gòu)的實(shí)際振動(dòng)相吻合。地震反應(yīng)譜分析時(shí)采用了180步，即取了地震波的180個(gè)峰值離散點(diǎn)。文中分別列出了兩種模型的每隔30步的位移圖、內(nèi)力圖，通過對比分析，也驗(yàn)證了蒙皮效應(yīng)的存在。地震反應(yīng)譜分析中，可以看到蒙皮效應(yīng)使得帶蒙皮結(jié)構(gòu)的整體性更強(qiáng)，內(nèi)部應(yīng)力分布更均勻化。蒙皮板的存在，一方面蒙皮板對結(jié)構(gòu)的整體承載起到了積極作用，一方面因蒙皮參與受力，其自身的完整受到威脅，這引導(dǎo)我們在