文档介绍：兰州理工大学
硕士学位论文
蒙皮效应对轻钢结构力学性能的影响研究
姓名:史艳莉
申请学位级别:硕士
专业:结构工程
指导教师:王秀丽
20050601
摘要还能够减小构件的截面面积。因此考虑应力蒙皮效应,不仅真实反映结构的实际工作房屋进行几何非线性的有限元分析,研究结构的内力分布规律和变形情况,通过对比关键词:蒙皮效应有限元分析水平荷载开洞蒙皮参数分析轻钢结构房屋中,压型钢板在做维护结构的同时,当与钢构件良好连接时,还可以承受维护结构平面内的荷载,即具有平面内的抗剪能力,称为应力蒙皮效应。蒙皮板与构件可靠连接,参与结构体系的工作,增加结构的整体刚度,减小结构的侧移,为与它相连构件提供有效的侧向约束作用,从而可以减小或取消部分支撑构件,甚至性能,还可取得相当的经济效益。虽然国内外学者对受力蒙皮体的性能进行了大量研究和试验但既往的研究工作主要都是针对蒙皮体构件的,特别是针对蒙皮板之间或是蒙皮板与其支承杆件之间的连接的,而对蒙皮结构房屋进行整体的研究和试验较少,本文利用有限元程序ü圆豢悸敲善ぷ饔玫囊话惴课莺涂悸敲善ばв首先,选用适合单元并建立有限元模型,分析蒙皮支撑轴心受压构件,并与已有试验结果进行对比分析,证明可以用有限元程序越峁菇锌悸敲善ばвΦ有限元分析。在此基础上建立考虑蒙皮效应的单层轻钢结构有限元模型。并将分析结果与用英国标准中的计算方法所得出的结果进行对比,符合良好,进一步证明该方法其次,对单层轻钢结构及冷弯薄壁结构进行考虑蒙皮与不考虑蒙皮的对比分析,分析了冷弯薄壁结构柱间距变化时对结构的影响,并考虑到实际结构门窗开洞的需要,因此针对结构常见的两种开洞形式进行分析,为了进一步确定蒙皮开洞的最佳位置,随后分析了屋顶蒙皮、山墙蒙皮等各部分蒙皮对结构的作用及屋顶和山墙蒙皮联合作用时对结构侧移和内力的影响,考虑影响蒙皮效应的主要因素,如:压型钢板的厚度、框架柱的长细比、山墙支撑截面的面积等,进行了参数分析,得到这些因素对结构侧移,应力及内力的影响规律,为蒙皮结构的设计和施工提供良好的建议。最后,提出一些工程实践中考虑蒙皮效应设计的一般规律和建议,并为下一步的研究打下良好的基础。分析发现蒙皮作用剥结构的贡献。的正确性。兰州理工人学硕士学位论文摘要
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第一章概述受力蒙皮作用方面的研究起步较晚,离实际应用还差较长一一段距离。轻钢结构房屋中,压型钢板在些构件的稳定承载力和剐度。所以蒙皮效应的一大优点是可以减少甚至取消其面内的其中对于蒙皮效应设计有如下的规定:变截面门式刚架宣按平面结构分析内力,一般分,因此规定目前设计中不宜考虑应力蒙皮效应,但这并非限制利用蒙皮效应。更重框架与蒙皮体之间荷载的重分布,随着荷载的加大,极有可能使面板次Щそ峁首先屈服。特别是对于相对较高的钢结构建筑来说,在风荷载或水平地震力作用下,相邻框架的不同变形往往使面板在较低荷载下就产生破坏,这将带来更大的损失。另近十多年来,随着压型钢板在我国各类工业与民用建筑中的广泛应用,压型钢板的应力蒙皮效应也越来越被我国学者所重视。但总的说来,与国外相比,我国在这一做维护结构的同时,当与钢构件良好连接时,还可以承受维护结构平面内的荷载,即具有平面内的抗剪能力,称为应力蒙皮效应⋯。对于压型钢板来说,传统的设计方法也即当前我国所采用的普遍设计方法只考虑其垂直于受荷方向的刚度和承载力,而蒙皮效应则是考虑压型钢板与结构构件安装成为整体屋面或墙面后,因具有相当的面内抗剪刚度与承载力,从而可以类似薄壁深粱一样考虑其面内抗剪承载力的作用。这样压型钢板就可以对与之相连的受弯或受压构件提供连续侧向支撑或抗扭支撑。提高这抗风支撑,从而可以降低材料与安装费用,带来明显的经济效益。实际,蒙皮效应还有很多其他的优点,主要有:抵抗风吸力、爆炸、地震等破坏性灾害对轻钢结构房屋的破坏;对于坡屋顶的轻钢结构房屋来说,利用蒙皮的抗剪性能抵抗部分竖向力雪荷载、积灰荷载等笨梢允箍蚣艿撞客渚卮蟠蠼档停欢杂谥懈卟愀纸峁狗课荩利用蒙皮作用还可以控制结构侧移从而实现优化设计。一直以来,我国大部分采用压型钢板的建筑,仅将其当作围护结构,而未将受力蒙皮作用这一有利因素考虑进来,从而引起材料的浪费,给国民经济造成一定的损失。因此当务之急是在借鉴国外已有的研究成果的基础上开展这一方面的理论及试验研究,争取早日将其写入规范并投入到实际应用中去。不过可喜的是,我国己经有许多学者在这方面开展了一‘定的研究,并取得了一定的成果。这些研究为今后蒙皮效应的进一步研究打下了扎实的基础,有些己经应用到实际工程中。但目前而言国内尚没有铜结构蒙皮设计方面的专门规范或规程。我国目前的相关设计规程《门式刚架轻型房屋钢结构技术