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、分析時需要解決的技術(shù)問題較多。我國對金屬蒙皮的研究起步較晚，應(yīng)力蒙皮設(shè)計方法仍處于理論階段，專門的金屬蒙皮設(shè)計規(guī)范還在編制中，正是在這樣的背景下，本文針對金屬蒙皮結(jié)構(gòu)中的幾個關(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、交異性板的計算常數(shù)，并考慮等效前后的差異對抗彎剛度進(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化問題。 對常見的輕鋼廠房蒙皮結(jié)構(gòu)進(jìn)行了整體靜力分析，并對帶入連接件的蒙皮結(jié)構(gòu)整體分析作了探討。考慮實際的結(jié)構(gòu)布置，運用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，蒙皮板的單元劃分按壓型鋼板每波布置連接件的布置方式進(jìn)行。此外，引入非線性彈簧單元模擬自攻螺釘連接件，按照實際的連接布置，對自攻螺釘連接輕

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際受力狀態(tài)，引入彈簧單元后蒙皮板對主體框架約束作用減小。 對蒙皮抗剪連接開展了試驗研究。對自攻螺釘、電阻點焊2大類22組共計94個試件進(jìn)行拉伸試

4、驗。通過試驗，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。將試驗值與有限元分析值、現(xiàn)有國內(nèi)外規(guī)范公式計算值進(jìn)行了對比，并分析誤差，比較結(jié)果表明所有計算值與試驗值均存在一定誤差；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)計方法擬合了自攻螺釘、電阻點焊兩類連接的連接強(qiáng)度、連接剛度計算公式，并用試驗數(shù)據(jù)加以驗證，通過比較知：自攻螺釘、電