輕鋼結(jié)構(gòu)中蒙皮效應的簡化計算研究.pdf

1、在輕鋼結(jié)構(gòu)設計中，傳統(tǒng)的做法是僅將壓型鋼板作為屋面、墻面等圍護結(jié)構(gòu)，不考慮其對結(jié)構(gòu)承載力和空間整體性的影響。而事實上，若將壓型鋼板和結(jié)構(gòu)構(gòu)件可靠相連，其作為圍護結(jié)構(gòu)的同時，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，與圍護體系共同工作，壓型鋼板的這種作用被稱為蒙皮效應。進行輕鋼結(jié)構(gòu)設計時若考慮壓型鋼板的這種蒙皮效應，既能更加符合實際情況地分析結(jié)構(gòu)的受力，還能在經(jīng)濟上獲得一定的效益。
　　我國關于蒙皮效應的研究和應用目前還

2、處于起步階段，在規(guī)范中對蒙皮效應的規(guī)定相對較少，為此，系統(tǒng)地研究輕鋼結(jié)構(gòu)的蒙皮效應，在工程應用和理論層面上都具有重要意義。
　　研究輕鋼結(jié)構(gòu)蒙皮效應的方法分為試驗法、簡化分析法和計算機模擬法，本文結(jié)合已有的試驗研究成果和簡化分析方法，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進行模擬分析。
　　本論文研究了常用的國產(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，以單個滿足一系列假定的蒙皮單元為例，對其進行內(nèi)力與變形分析、抗剪強度與剛度分析，引入等效拉壓桿理論，建立蒙皮單元的簡化計算模型，并用有限元軟件進行驗證。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，以簡化建模過程。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)模型和拉壓桿簡化計算整體結(jié)構(gòu)模型

4、，對比分析其側(cè)移量，從而對簡化計算模型的正確性進行驗證，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和不考慮蒙皮效應兩種情況下的差值，以對結(jié)構(gòu)受力性能受蒙皮效應的影響進行量化分析。
　　論文研究表明，根據(jù)抗剪剛度等效原則確定的拉壓桿簡化計算模型來計算不開洞蒙皮單元，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，對整體結(jié)構(gòu)進行分析計算表明，考慮蒙皮效應對提高結(jié)構(gòu)的承載力具有可觀效果，可達21％左右;對