蒙皮效应对于门式刚架结构性能影响的研究.pdfVIP

中文摘要 中文摘要 摘要：随着中国经济的持续高速发展，以压型钢板作为围护体系，以H型钢 构件为主框架的门式刚架结构在我国工业与民用建筑领域已经显示出了巨大的市 场需求。研究结果表明：压型钢板在作为围护结构的同时，还可以承受一定的围 护结构平面内的荷载，并能够为其他结构构件提供侧向支撑和扭转约束，对于提 升房屋结构的空间整体刚度、限制结构变形具有一定影响。因此对于蒙皮效应的 研究具有一定的理论意义和工程价值。 本文基于ANSYS平台对于不考虑蒙皮作用的门式刚架结构和考虑蒙皮效应 的门式刚架结构进行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， 分析蒙皮作用对于结构的性能影响。基于此研究目的，本文具体研究工作如下： (1)依据《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》和《门式刚架轻型房屋钢结 构标准图集》建立了一个门式刚架结构，并基于ANSYS平台对该结构进行模拟建 立模型。在建模方法上本文采用了两种建模方式。第一种建模方式是根据相关文 献所提出的简化模型；第二种建模方式是本文依据工程实际提出的改进模型。 (2)分别根据两种建模方式建立可考虑蒙皮作用的门式刚架结构模型。通过 模犁之间的内力及变形对比得出如下结论：两种建模方式下的考虑蒙皮作用的刚 架结构相比于未考虑蒙皮作用的刚架结构都有较明显的内力以及变形的改变；未 考虑蒙皮作用时，在相同荷载作用下，建模方式2所建门式刚架模型相比于建模 方式1所建门式刚架模型内力和变形均有所增加，考虑蒙皮作用后，建模方式2 所建门式刚架模型相比于建模方式1所建门式刚架模型内力和变形均要有所下降， 说明建模方式2下的蒙皮作用相比于建模方式1下的蒙皮作用更为明显。 (3)基于建模方式2建立门式刚架结构模型，并对比分析在考虑蒙皮作用前 后模型的内力、变形及应力结果，分析结果表明：考虑蒙皮作用后，刚架的内力 有所下降；考虑蒙皮作用后，结构中刚架的柱顶侧移、梁中竖向位移、梁柱截面 转角明显减小。 (4)分析蒙皮厚度、蒙皮板型、刚架的坡度、长细比、高跨比及蒙皮开洞等参 数改变后对于蒙皮作用的影响。结果表明：蒙皮作用与蒙皮板的板型和开洞位置 有关；蒙皮作用随着蒙皮板厚度增加而增大；蒙皮作用随刚架的坡度的降低而有 所下降；蒙皮作用随刚架的长细比的减小而减小；蒙皮作用随着高跨比的减小而 增大。 (5)基于建模方式1建立门式刚架模型，深入对比分析模型在进入塑性后考 虑蒙皮前后的承载力的变化情况，并分析结构在蒙皮厚度、刚架坡度、长细比、 高跨比等参数改变后的蒙皮作用。分析结果表明：蒙皮厚度的增加能够提高结构 北京交通大学硕士论文 进入塑性后各阶段的承载力，降低结构的变形；随着坡度的降低，未考虑蒙皮作 用的刚架结构及考虑蒙皮作用刚架结构的塑性承载力均略有下降，但在所取坡度 范围内改变时蒙皮作用变化不大；随着长细比的减小，蒙皮作用对于提高结构进 入塑性后各状态下承载力的能力有所下降；随着高跨比的减小，蒙皮作用对于提 高结构塑性后各阶段承载力的能力也有所下降。 关键词：蒙皮效应；压型钢板；门式刚架结构；正交异性板 北京交通大学校基会资助项目，批准号2005SM038 空间金属蒙皮结构在静、动荷载下的非线性性能研究 ABSTRACT ABSTRACT ABSTRACT：Inthefasteconomic frame China,with development rising，portal structureswith steelsheetsasmaintenanceandH steelmembersas profiled systemtype mainframe marketinterestsinthefield andcivil demostrates