金屬蒙皮結(jié)構(gòu)關(guān)鍵技術(shù)問題探討.pdf

1、金屬蒙皮結(jié)構(gòu)由于其良好的受力性能，自引入建筑領(lǐng)域以來一直備受關(guān)注，近年來的應(yīng)用越來越廣泛。由于其特殊的受力特性，在設(shè)計(jì)、分析時(shí)需要解決的技術(shù)問題較多。我國(guó)對(duì)金屬蒙皮的研究起步較晚，應(yīng)力蒙皮設(shè)計(jì)方法仍處于理論階段，專門的金屬蒙皮設(shè)計(jì)規(guī)范還在編制中，正是在這樣的背景下，本文針對(duì)金屬蒙皮結(jié)構(gòu)中的幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)問題展開了研究分析工作。 本文首先根據(jù)應(yīng)變能公式及卡氏第二定理推導(dǎo)了壓型鋼板正交異性板的拉伸剛度和剪切剛度，在此基礎(chǔ)上求解出等效正

2、交異性板的計(jì)算常數(shù)，并考慮等效前后的差異對(duì)抗彎剛度進(jìn)行了修正，解決了金屬蒙皮結(jié)構(gòu)整體分析中壓型鋼板的簡(jiǎn)化問題。 對(duì)常見的輕鋼廠房蒙皮結(jié)構(gòu)進(jìn)行了整體靜力分析，并對(duì)帶入連接件的蒙皮結(jié)構(gòu)整體分析作了探討?？紤]實(shí)際的結(jié)構(gòu)布置，運(yùn)用ANSYS有限元程序?qū)Σ煌逍徒M合的蒙皮結(jié)構(gòu)進(jìn)行非線性整體有限元模擬分析，蒙皮板的單元?jiǎng)澐职磯盒弯摪迕坎ú贾眠B接件的布置方式進(jìn)行。此外，引入非線性彈簧單元模擬自攻螺釘連接件，按照實(shí)際的連接布置，對(duì)自攻螺釘連接輕

3、鋼蒙皮結(jié)構(gòu)建立了單跨兩開間整體模型并進(jìn)行了分析。通過上述工作得到了如下結(jié)論：壓型鋼板蒙皮板對(duì)主體框架的整體應(yīng)力水平、梁柱變形控制上效果明顯；壓型鋼板蒙皮效應(yīng)一定程度降低了框架梁、柱的內(nèi)力，并對(duì)內(nèi)力分布產(chǎn)生影響；非線性彈簧單元COMBINE39可以反應(yīng)連接件的內(nèi)力、變形，能夠模擬連接件的實(shí)際受力狀態(tài)，引入彈簧單元后蒙皮板對(duì)主體框架約束作用減小。 對(duì)蒙皮抗剪連接開展了試驗(yàn)研究。對(duì)自攻螺釘、電阻點(diǎn)焊2大類22組共計(jì)94個(gè)試件進(jìn)行拉伸試

4、驗(yàn)。通過試驗(yàn)，獲得了兩類連接件的破壞形態(tài)、連接強(qiáng)度和連接剛度。破壞形態(tài)表明大部分連接呈延性破壞。將試驗(yàn)值與有限元分析值、現(xiàn)有國(guó)內(nèi)外規(guī)范公式計(jì)算值進(jìn)行了對(duì)比，并分析誤差，比較結(jié)果表明所有計(jì)算值與試驗(yàn)值均存在一定誤差；考慮多種非線性因素的有限元分析能夠有效模擬金屬蒙皮抗剪連接。在上述比較基礎(chǔ)上，本文嘗試采用最小二乘法原理和數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法擬合了自攻螺釘、電阻點(diǎn)焊兩類連接的連接強(qiáng)度、連接剛度計(jì)算公式，并用試驗(yàn)數(shù)據(jù)加以驗(yàn)證，通過比較知：自攻螺釘、電