蒙皮支撑的钢构件静力工作性能研究

提出了蒙皮支撑钢构件静力工作性能的非线性有限元分析方法，用该方法分析了蒙皮支撑梁和蒙皮支撑柱的基本受力性能，并考虑了多种因素对蒙皮支撑构件性能的影响。分析结果表明，蒙皮对构件的侧向支撑及扭转约束作用可以大大改善构件的静力性能并提高构件的承载力。

影响蒙皮支撑梁静力性能的若干因素

本文利用几何非线性有限元法分析了蒙皮支撑梁间距、跨度、构件截面开口方向及构件初始扭转对蒙皮支撑梁静力性能的影响．研究结果表明，在实际工程应用范围内，梁间距的变化不会对蒙皮支撑梁的性能产生显著的影响．蒙皮的侧向支撑和扭转约束作用能明显改善侧向长细比较大的梁的性能．构件截面开口方向的组合方式对构件性能也有一定影响．构件的初始扭转对蒙皮支撑梁的性能没有显著的影响．

风吸力下蒙皮支撑Z形檩条临界荷载的简化计算方法

檩条在实际应用中总是受到屋面板对它的侧向支撑和扭转约束作用,即蒙皮支撑作用。工程设计时考虑风吸力下蒙皮对檩条的支撑作用能够有效降低经济成本,但是目前我国有关规范给出的设计算法过于复杂,极大地降低了工程设计效率。引入经典的有限元模型,采用参数分析方法,讨论了檩条腹板高厚比、檩条翼缘宽厚比、檩条侧向长细比、蒙皮对檩条的扭转约束刚度4种参数对风吸力下Z形檩条弯扭屈曲临界荷载的影响。在参数分析的基础上,提出了一个考虑蒙皮支撑作用的风吸力作用下Z形檩条临界荷载简化计算公式。对比简化公式算法与我国门式刚架规程算法,发现两种方法计算结果非常接近,且与有限元分析结果相近,验证了公式的准确性。简化算法过程和形式简单,能高效准确地获得蒙皮支撑的Z形檩条在风吸力作用下的临界承载力,可提高工程设计效率。

蒙皮支撑轴心受压构件静力性能的参数分析

利用有限元程序ANSYS对蒙皮支撑的钢构件进行了几何非线性有限元分析,分析结果与实验结果吻合良好,在此基础上对影响蒙皮支撑构件力学性能的主要因素,即蒙皮板的厚度、构件的开口方向及构件的间距等进行了参数分析.结果表明,蒙皮板厚度的增加不仅显著影响构件的承载能力,而且可明显减小蒙皮支撑柱在静力荷载作用下截面的位移和扭转;两种柱截面开口组合方式构件的变形基本一致,但开口相向的构件的承载力较开口相同组合方式的高一些;柱间距很小时,柱间距的变化到达屈服荷载时翼缘水平位移和截面转角有较大变化,但在实际工程应用范围内,柱间距的变化不会对蒙皮支撑柱的性能产生显著影响.

蒙皮支撑的钢构件静力工作性能研究综述

本文介绍了国内外在蒙皮支撑的钢构件静力工作性能方面所进行的理论和实验研究及其研究成果，着重介绍蒙皮支撑的梁，柱和檩条的工作性能．在分析比较各种研究成果的基础上，提出了蒙皮支撑的钢构件静力工作性能研究中的一些问题以及需要进一步研究的课题．

蒙皮支撑的钢构件非线性静力分析

本文提出了蒙皮支撑的钢构件在静力荷载作用下的几何非线性分析方法．钢构件、蒙皮和连接件分别被离散成空间薄壁梁柱单元、正交各向异性壳单元和连接单元．采用修正的拉格朗日描述建立结构的非线性平衡方程，利用柱面弧长增量法并在每一增量步中采用修正的牛顿－拉夫逊方法进行迭代来跟踪平衡路径．通过若干算例验证了程序的正确性后，对几个试验模型进行了分析，结果表明本文提出的方法可以对蒙皮支撑的钢构件进行几何非线性分析，且计算结果与试验数值吻合良好．

蒙皮支撑新型轻钢龙骨墙柱的屈曲性能

采用标准V型连接件连接薄壁方钢管构成墙柱的承重骨架,是一种新型的轻钢龙骨结构。墙柱外侧或内侧包覆墙板材料构成的组合墙体,是这种轻钢结构房屋中主要的竖向受力构件。由于其结构形式的特殊性,目前尚缺乏适用的设计理论和设计规范。首先根据应变能等效原则,给出这种特殊形式的轻钢龙骨墙柱的等效截面。墙板材料对于轻钢龙骨墙柱的屈曲性能有着重要影响,考虑墙板材料对于墙柱的蒙皮支撑效应,建立双侧有相同墙板材料和单侧有墙板材料时墙体的总势能方程,采用里兹法导出这两种支撑条件下轻钢龙骨墙柱的轴压弹性屈曲荷载计算公式,给出的计算公式可供工程设计和应用参考。

蒙皮支撑的钢构件静力分析的有限元方法

本文建立了分析蒙皮支撑的钢构件静力性能的有限元方法．该方法将钢构件离散成空间薄壁梁柱单元，将蒙皮离散成等效的正交各向异性的壳单元，并将钢构件与蒙皮之间的连接件作为连接单元．本文又用所建立的有限元方法对一些实验模型进行了分析．并将计算结果与试验结果进行了比较，二者在线性阶段吻合较好．说明本文建立的方法可以有效地分析蒙皮支撑的钢构件．

蒙皮支撑的梁在静力荷载作用下的性能

本文采用非线性有限元分析方法对蒙皮支撑梁在仅考虑蒙皮的侧向支撑作用时的静力性能进行了研究．研究结果表明，蒙皮的侧向支撑作用可以大大改善构件的受力性能，提高其承载能力．

影响蒙皮支撑柱静力性能的若干因素

采用几何非线性有限元分析方法分析了蒙皮抗剪刚度、扭转约束、构件长细比和荷载偏心对蒙皮支撑柱基本受力性能的影响。结果表明，蒙皮的支撑作用可以显著减小柱的侧向变形和截面扭转并提高其承载能力，这种作用对于中等长细比及大长细比的构件影响尤其显著。

蒙皮支撑的C形檩条在静力荷载作用下的性能

采用非线性有限元法研究了冷弯薄壁Ｃ形檩条在蒙皮板侧向支撑及扭转约束作用下的静力工作性能。分析结果表明，蒙皮的侧向支撑及扭转约束作用可以大大减小檩条翼缘的侧向变形和截面的扭转变形，并提高其承载力。在分析结果基础上得出了一些重要结论。

蒙皮支撑C型檩条在风吸力作用下性能的理论分析及实验研究

基于压型钢屋面板在风吸力作用下，檩条下翼缘受压，蒙皮作用不能有效发挥这一点，通过对Ｃ型截面檩条在风吸力作用下的理论与足足实验研究的结果，为今后改进设计方法提供了依据。

蒙皮支撑檩条在风吸力作用下的非线性分析方法

檩条与蒙皮板间的共同工作状况及檩条受蒙皮板约束后的承载力等问题,对最终定量地研究整个蒙皮系统的真实效应具有重要的研究价值。本文针对国内外在这方面研究的不足,将受蒙皮支撑檩条在风吸力下的弯扭失稳作为研究重点,利用有限元程序ANSYS,采用更加符合实际工作状况的、考虑三重非线性(即材料非线性、几何非线性和接触非线性)的有限元模型进行计算分析。并与哈尔滨建筑大学的试验结果对比,验证了有限元模型的正确性,同时对带初始缺陷的檩条试验结果提出了个人见解。

蒙皮支撑两连跨连续檩条模拟风吸力作用的试验研究

为了更深入了解金属蒙皮支撑连续檩条在整体蒙皮结构中所起的作用,为今后我国对连续檩条以及蒙皮结构的设计、计算提供依据,通过足尺模型试验和有限元模型的分析,研究了蒙皮支撑冷弯薄壁连续型钢檩条模拟风吸力作用的承载力。利用有限元程序ANSYS建立了带有非线性弹簧单元模拟自攻螺钉这一符合实际连接状况的有限元模型,与足尺试验模型的失稳模式、荷载-位移曲线、连接强度以及连接刚度的规律等相对比,验证了有限元模型的合理性、有效性及适用性。

蒙皮支撑C型檩条的有限元分析

本文借助有限元软件ANSYS对蒙皮支撑简支C型檩条在重力荷载和风荷载作用下的受力性能进行了有限元分析,分析时将蒙皮体系对檩条的约束作用采用两个弹簧:一个侧向弹簧和一个扭转弹簧来代替,对其静力性能进行了分析。

蒙皮支撑压弯构件性能的简化有限元分析方法

本文在已有的蒙皮支撑压弯构件几何非线笥有限元分析理论和试验研究的基础上作出若干基本假定，一种蒙皮支撑压弯构件的简化有限元分析模型。

蒙皮支撑C型截面檩条的静力性能分析

将蒙皮体系对檩条的约束作用简化为一个侧向弹簧和一个扭转弹簧,并将此模型用ANSYS进行分析,分别考虑侧向弹簧和扭转弹簧对檩条的蒙皮作用,并对其静力性能进行了分析。

蒙皮支撑新型轻钢龙骨结构设计方法研究

近年来,随着社会发展的需要,建筑行业发展火热.为了满足人们的需求,建筑结构也在不断改变.轻钢龙骨结构体系就是一种新型的承重结构形式.主要采用的是V型连接件和冷弯薄壁型钢之间形成连接,通过小桁架的存在起到支撑的作用,但是这种结构设计还没有系统的理论给予支持.由于覆面材料起到蒙皮支撑效应,因此,该结构也被称之为蒙皮支撑新型轻钢龙骨结构.文章对此结构开展了研究讨论,了解了V型结构的理论支持.

金属蒙皮支撑C形檩条的计算理论

归纳了开口冷弯薄壁截面的几何特征和薄壁杆件的受力性能、特征,对蒙皮支撑C形檩条的抗剪刚度和抗扭刚度进行了分析,研究蒙皮支撑C形檩条在风吸力作用下的基本性能,旨在更深入了解金属蒙皮支撑檩条在整体蒙皮结构中所起的作用。

蒙皮支撑柱的静力性能分析

本文提出了蒙皮支撑柱在静力荷载作用下的几何非线性有限元分析方法。钢构件、蒙皮和连接件分别被离散成空间薄壁开口截面梁柱单元、等效正交各向异型板壳单元和连接单元。采用修正的拉格朗日描述建立结构的非线性平衡方程，利用柱面弧长增量法并在每一增量步中采用修正的牛顿·拉夫逊方法进行迭代来跟踪平衡路径。通过试验对该方法进行了验证并利用该方法分析了蒙皮支撑Ｃ型截面轴心受压柱的基本受力性能。结果表明，蒙皮的支撑作用可以改善柱的受力性能并提高其承载能力。