蒙皮效應對于門式剛架結(jié)構性能影響研究.pdf

1、隨著中國經(jīng)濟的持續(xù)高速發(fā)展，以壓型鋼板作為圍護體系，以H型鋼構件為主框架的門式剛架結(jié)構在我國工業(yè)與民用建筑領域已經(jīng)顯示出了巨大的市場需求。研究結(jié)果表明：壓型鋼板在作為圍護結(jié)構的同時，還可以承受一定的圍護結(jié)構平面內(nèi)的荷載，并能夠為其他結(jié)構構件提供側(cè)向支撐和扭轉(zhuǎn)約束，對于提升房屋結(jié)構的空間整體剛度、限制結(jié)構變形具有一定影響。因此對于蒙皮效應的研究具有一定的理論意義和工程價值。 本文基于ANSYS平臺對于不考慮蒙皮作用的門式剛架結(jié)構和

2、考慮蒙皮效應的門式剛架結(jié)構進行非線性的有限元分析，研究結(jié)構的內(nèi)力分布規(guī)律和變形情況，分析蒙皮作用對于結(jié)構的性能影響。基于此研究目的，本文具體研究工作如下： (1)依據(jù)《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構技術規(guī)程》和《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構標準圖集》建立了一個門式剛架結(jié)構，并基于ANSYS平臺對該結(jié)構進行模擬建立模型。在建模方法上本文采用了兩種建模方式。第一種建模方式是根據(jù)相關文獻所提出的簡化模型；第二種建模方式是本文依據(jù)工程實際提出的改進模

3、型。 (2)分別根據(jù)兩種建模方式建立可考慮蒙皮作用的門式剛架結(jié)構模型。通過模型之間的內(nèi)力及變形對比得出如下結(jié)論：兩種建模方式下的考慮蒙皮作用的剛架結(jié)構相比于未考慮蒙皮作用的剛架結(jié)構都有較明顯的內(nèi)力以及變形的改變；未考慮蒙皮作用時，在相同荷載作用下，建模方式2所建門式剛架模型相比于建模方式1所建門式剛架模型內(nèi)力和變形均有所增加，考慮蒙皮作用后，建模方式2所建門式剛架模型相比于建模方式1所建門式剛架模型內(nèi)力和變形均要有所下降，說明建

4、模方式2下的蒙皮作用相比于建模方式1下的蒙皮作用更為明顯。 (3)基于建模方式2建立門式剛架結(jié)構模型，并對比分析在考慮蒙皮作用前后模型的內(nèi)力、變形及應力結(jié)果，分析結(jié)果表明：考慮蒙皮作用后，剛架的內(nèi)力有所下降；考慮蒙皮作用后，結(jié)構中剛架的柱頂側(cè)移、梁中豎向位移、梁柱截面轉(zhuǎn)角明顯減小。 (4)分析蒙皮厚度、蒙皮板型、剛架的坡度、長細比、高跨比及蒙皮開洞等參數(shù)改變后對于蒙皮作用的影響。結(jié)果表明：蒙皮作用與蒙皮板的板型和開洞位置

5、有關；蒙皮作用隨著蒙皮板厚度增加而增大；蒙皮作用隨剛架的坡度的降低而有所下降；蒙皮作用隨剛架的長細比的減小而減??；蒙皮作用隨著高跨比的減小而增大。 (5)基于建模方式1建立門式剛架模型，深入對比分析模型在進入塑性后考慮蒙皮前后的承載力的變化情況，并分析結(jié)構在蒙皮厚度、剛架坡度、長細比、高跨比等參數(shù)改變后的蒙皮作用。分析結(jié)果表明：蒙皮厚度的增加能夠提高結(jié)構進入塑性后各階段的承載力，降低結(jié)構的變形；隨著坡度的降低，未考慮蒙皮作用的剛