轻钢龙骨-防火板复合墙体受弯蒙皮效应计算与试验研究

随着装配式建筑的发展,由轻钢龙骨外覆各类蒙皮板组成的新型复合墙体已得到了广泛应用。然而,在平面外荷载作用下,蒙皮板与轻钢龙骨之间的界面将会产生显著的滑移效应从而降低墙体的平面外刚度而导致变形的增加。基于简化的组合梁界面剪切滑移理论,推导建立了轻钢龙骨-防火板复合墙体平面外均布荷载下弹性剪切滑移微分方程和蒙皮效应组合系数表达式。通过蒙皮效应组合系数对复合墙体截面刚度进行修正,进而得到墙体刚度、防火板和胶层应力的计算公式。最后结合静力堆载试验,对6块墙体的实测结果与理论以及折减刚度法结果进行对比,相比于折减刚度法,理论计算结果与试验结果更为接近,进而验证了所提公式的准确性。

蒙皮效应在轻钢建筑中的应用分析

考虑蒙皮效应不仅具有经济效益，而且使轻钢建筑设计更为合理。对蒙皮效应的基本原理、应用条件、抗剪强度和刚度、计算模型、设计注意事项的论述，为轻钢建筑的设计提供很有价值的参考建议。

蒙皮效应在轻钢建筑中的应用分析

考虑蒙皮效应不仅具有经济效益,而且使轻钢建筑设计更为合理。对蒙皮效应的基本原理、应用条件、抗剪强度和刚度、计算模型、设计注意事项的论述,为轻钢建筑的设计提供参考建议。

蒙皮效应在轻钢建筑中的应用分析

考虑蒙皮效应不仅具有经济效益,而且使轻钢建筑设计更为合理。本文对蒙皮效应的基本原理、应用条件、抗剪强度和刚度、计算模型、设计注意事项的论述,为轻钢建筑的设计提供了有价值的参考建议。

考虑覆盖材料蒙皮效应的温室结构稳定承载力计算

为研究覆盖材料蒙皮效应对温室结构稳定承载力的影响,该文在考虑温室结构的实际工作状态、材料非线性和几何大变形的前提下,采用ANSYS有限元分析软件,选取华北型、文洛型和日光型3种温室结构类型,建立了单榀骨架、整体骨架、整体骨架覆盖薄膜、整体骨架覆盖玻璃和整体骨架覆盖PC板5种计算模型,模拟了风雪灾害下温室结构破坏的全过程,得到了其破坏模式和荷载与位移关系曲线,分析了温室结构的稳定承载力和空间作用效应,并给出了其极限荷载系数和稳定承载力提高系数。结果表明:考虑覆盖材料蒙皮效应时,雪荷载作用下温室结构易发生失稳破坏,风荷载作用下温室结构稳定承载力较高,温室结构抗雪灾能力低于抗风灾能力;荷载工况由风荷载控制时,覆盖材料使日光温室结构稳定承载力提高20%~50%,设计时可考虑相应蒙皮效应;荷载工况由雪荷载控制时,覆盖材料使华北型和文洛型温室结构稳定承载力分别提高1~2倍和1~4倍,设计时可考虑相应蒙皮效应;覆盖玻璃使温室结构稳定承载力提高20%~280%,覆盖PC板使之提高20%~240%,覆盖薄膜使之提高0~40%。研究成果可为温室结构抗风雪灾害设计提供参考。

考虑蒙皮效应的高层结构有限元分析

文章将蒙皮效应引入高层钢结构的计算分析中 ,对结构各组成部分进行有限元分析。在分析过程中将压型钢板等价为正交各向异性平板 ,并对其引入壳体概念。在推导单元刚度矩阵时 ,着重阐述了压型钢板等效剪切模量的形成。最后通过算例 ,将计算结果与参考结果相比较 。

木结构组合板蒙皮效应研究

针对一种带蒙皮板的木结构组合板进行了试验研究,得出其承载力,并与未蒙皮的组合板对比试验。运用有限元程序对结构进行数值模拟,并与试验结果进行了对比分析。研究结果表明:蒙皮板对结构刚度和承载力均有较大的增强作用,分别提高了167%和64%。有限元分析结果与试验结果较为吻合,说明建立的有限元模型可以较准确地反映组合板的受力性能。相较单一材料木板,带蒙皮组合板在同时满足刚度和强度要求的情况下,可以节约20%的材料。因此,蒙皮可应用于构件设计,其效应在承载力计算中亦应得到重视。

钢框架中蒙皮效应的若干影响因素

参考国内外对蒙皮效应的研究成果和现状,利用通用有限元分析软件ANSYS模拟分析了轻型钢框架结构中的蒙皮效应.分析中考虑了不同的钢框架布置形式以及檩条的数目和截面形式等因素对钢框架中蒙皮效应的影响.通过分析,得出一些有价值的结论:影响蒙皮结构力学性能的最主要因素是连接件的力学性能及其设置情况,其余影响因素一般通过影响连接件的力学性能及设置情况,从而达到影响蒙皮结构力学性能的效果.这些结论对轻钢结构设计中考虑蒙皮效应具有一定的参考价值.

冷弯薄壁型钢门式刚架蒙皮效应研究

采用ANSYS软件对冷弯薄壁型钢门式刚架的蒙皮效应作了探讨性研究。对比分析了无蒙皮门式刚架和有蒙皮门式刚架的顶点竖向位移与柱顶水平位移。计算结果表明,蒙皮效应对刚架整体竖向和水平位移都有很大的限制作用。设计时,可以考虑适当放松按平面刚架计算的刚架柱顶水平位移值,来考虑蒙皮效应。

基于蒙皮效应钢梁的静力性能研究

采用数值试验的方法分析了基于蒙皮效应的钢梁在静力情况下的力学性能.给出了该新型钢梁的应力分布情况,并与H型钢梁、箱型钢梁的承载能力进行了比较.研究表明,相同跨度、相同质量的新型钢梁具有更高的承载能力,并且随着跨度的增加,合理设计的新型梁的承载力具有更加明显的优势.

开洞压型钢板蒙皮效应的参数研究

参考国内外对开洞压型钢板蒙皮效应的研究状况,应用数值方法对压型钢板进行了开洞蒙皮效应的研究。分析中考虑了蒙皮组合体中各参数的变化对开洞压型钢板蒙皮效应的影响,如:开洞尺寸、开洞位置、开洞分布型式、开洞四周的支撑等参数。通过参数分析,得到了各参数对开洞压型钢板蒙皮效应的影响程度,并参考国外规范,结合我国实际工程状况,得到了一些有价值的结论,为我国压型钢板开洞蒙皮效应的研究做一些贡献。

轻钢结构开洞蒙皮体蒙皮效应的试验研究

对开洞蒙皮体及未开洞蒙皮体蒙皮效应进行了对比试验,通过未开洞蒙皮体试件与开洞蒙皮体试件抗剪性能的比较,研究开洞后对蒙皮体蒙皮效应的影响.

考虑蒙皮效应的立体停车框架结构的静力性能分析

针对立体停车结构,基于已有的连接件试验数据,利用数值模拟的方法研究了蒙皮效应对结构静力性能的影响。研究了在侧向荷载作用下考虑蒙皮效应时结构侧移的变化,并分析了压型钢板的应力分布及受力机理,考虑了压型钢板布置参数对结构侧向刚度的影响,并讨论了考虑蒙皮效应时合理的支撑布置方式。研究表明:考虑蒙皮效应时,立体停车结构的侧向刚度得到很大提高,当结构层数为12层时其侧移减少了近60%;压型钢板的受力类似于受剪深梁,压型钢板的布置参数,如连接件布置间距、压型钢板的高度等,对结构性能影响较大;在考虑蒙皮效应时,可以减少支撑布置的层数,当支撑布置层数为总层数的1/4时,结构侧移得到了大幅降低。

铝合金单层网壳屋面板蒙皮效应研究

针对铝合金单层网壳结构,采用有限元分析方法研究了外荷载作用下屋面板的受力模式、应力构成以及蒙皮效应对网壳整体稳定性和经济性的影响。研究表明:屋面板在提供蒙皮效应作用时处于低应力状态且以受拉为主;考虑蒙皮效应后铝合金单层网壳的整体稳定极限承载力可提高5%~28%,提高幅度随矢跨比的增大而增大,随跨度的增加而减小;具体案例分析表明,考虑蒙皮效应后主结构构件的材料用量可减少7%~10%。

蒙皮效应中连接件的影响分析

运用通用有限元程序ANSYS分析了连接件布置对蒙皮体的结构性能的影响.分析结果表明,板缝连接件数目的增加可以有效提高蒙皮结构的刚度,但对强度的影响较为有限;板梁间连接件对蒙皮结构的影响受到板缝间连接件的设置密度的影响;在同时布置了足够数量的板缝连接件和板梁间连接件时,蒙皮单元的强度和刚度都得到了大幅度的提高.在分析板与板、板与梁和板与檩条间连接件相关性分析的基础上,提出了这三类连接件合理设置间距.

集装箱房抗侧刚度分析Ⅰ:整箱蒙皮效应

作为轻钢结构,集装箱房的水平抗侧能力是其抗震抗风设计的重要力学性能指标,而目前却缺乏可靠的理论计算式用以分析.为对实际工程设计提供参考,且为完善波纹蒙皮结构的理论体系,本文对集装箱房水平抗侧刚度的计算式进行推导.区别于传统利用螺栓连接的蒙皮结构,集装箱房的侧壁波纹板与其钢框架之间是焊接连接的,在剪切作用下的平面内相互作用力分布以及变形组成有很大变化,求解关键在于分析波纹膜板在焊接边界条件下的蒙皮效应.基于能量理论,结合ABAQUS有限元模拟方法,分析了集装箱房在顶部水平均布荷载作用下的理想抗侧刚度以及顶角件处水平集中荷载作用下的局部效应,分别得到相应的抗侧刚度计算公式,并利用已有试验数据对理论进行验证.结果表明:集中荷载作用下,加载端局部变形远大于整体侧移,且局部效应的有效作用范围同上侧梁线刚度、集装箱规格有关.实际工程中,通过增加上侧梁有效截面面积或上下层之间的连接件数量,可有效减小局部变形,提升整体抗侧能力.

冷成型钢住宅结构的蒙皮效应研究

以整体结构在风荷载下侧移超过规范容许值和连接件发生破坏作为判断标准,对蒙皮(墙板)的抗剪性能进行了研究。首先以一单层冷成型钢排架为研究对象,考查其在面内荷载作用下可能出现的破坏模式。在此基础上以5层冷成型钢框架结构为例,分析其在控制荷载(风荷载)作用下的受力情况。通过比较传统柱间支撑和蒙皮这两种构造的框架整体侧移刚度,发现在螺钉连接方式和间距合理的前提下,蒙皮完全可以取代支撑。通过改变螺钉的间距和螺钉的连接方式(每波连接、隔波连接)以及板的厚度,对该5层框架的受力和侧移进行参数分析,给出了在不同板厚条件下获得理想蒙皮抗剪效果的连接方式:对于0.6mm板,螺钉与框架柱只能采用每波连接方式,并且跨度方向螺钉间距不能大于250mm;对于1.0mm板,跨度方向螺钉间距小于等于500mm,而且可以采用每波或隔波连接方式。建议在实际工程中螺钉应尽量采用每波连接方式。

蒙皮效应在建筑结构中的研究与应用进展

对蒙皮效应的产生机理及条件进行了介绍,并基于前人的研究成果,从连接方式的性能、蒙皮体支撑构件的静力特性、蒙皮体的抗剪性能、蒙皮单元和主结构的协同工作性能及空间结构蒙皮效应5个方面对蒙皮效应在建筑结构中的研究与应用进行了梳理和总结。在前人研究成果的基础上提出,由于蒙皮的抗剪性能、板与构件之间的连接件数据不足,在目前的结构设计中没有考虑蒙皮效应的有利影响,有必要针对考虑蒙皮效应的设计方法开展进一步研究,提出更合理、简化的设计方法。

开洞蒙皮体蒙皮效应的ANSYS有限元分析

利用ANSYS有限元通用分析软件对开洞蒙皮体试验模型进行了有限元数值模拟分析.将计算结果与试验结果进行了比较,分析了误差存在的原因及今后进一步研究的方向.

考虑蒙皮效应的轻钢檩条极限承载力分析研究

压型钢板在其自身平面内具有很大的抗剪能力,其参与结构整体受力,对主体结构有加强作用,提高了结构的空间整体性,此被称为压型钢板的蒙皮效应。为了使应力蒙皮效应在工程中尽快得到应用,对蒙皮支撑C型檩条在竖向荷载作用下的稳定承载力进行了理论分析和试验研究,应用有限元方法分析了有、无蒙皮支撑两种情况下檩条的极限承载力,探讨了蒙皮板对檩条的侧向支撑和扭转约束作用机理。结果表明:檩条在有蒙皮情况下,受力后侧移、扭转角和内部应力均比无蒙皮支撑时减小,稳定承载力提高约20%。