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.     

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.     

自攻螺丝连接受力蒙皮体抗剪性能试验研究

受力蒙皮是考虑房屋屋面、墙面的压型钢板与框架、檩条进行可靠连接而共同工作的结构体系。本文对国内常用的V-840型压型钢板采用自攻螺丝连接的受力蒙皮体进行了抗剪试验研究,分析了不同间距自攻螺丝连接的受力蒙皮体的破坏形式及抗剪性能,并提出了不同间距布置的连接件对蒙皮体抗剪性能的影响,以及此类蒙皮体考虑蒙皮效应的条件。     

受力蒙皮结构剪切性能的试验研究

通过对压型钢板采用自攻螺钉连接的受力蒙皮进行剪切性能的试验,探讨了这类蒙皮的破坏模式和抗剪极限承载力,研究了板型、连接件布置和檩条间距等因素对蒙皮抗剪性能的影响,介绍了《欧洲蒙皮设计建议》(简称EUR)中此类蒙皮的抗剪强度和抗剪刚度的简化计算公式。研究表明,按照常规施工做法的此类压型钢板,可以考虑一定蒙皮效应;试验结果与计算值的比较分析表明,EUR简化计算公式可以较合理地评估蒙皮板的剪切性能,计算结果偏于安全,可用于我国的实际工程的蒙皮设计。     

蒙皮效应考虑开洞影响的研究

应用有限元分析方法对闭口和开口蒙皮体及整体轻钢结构的抗剪性能及受力状态进行了研究,分析了蒙皮效应对整体结构的影响.最终确定了轻钢结构中最佳的门窗洞口位置. .     

开洞对轻钢龙骨墙体抗剪性能的影响及加固方法研究

轻钢龙骨墙体的墙板的蒙皮效应对整个墙体的抗剪性能具有重大贡献,但墙体开洞必然会削弱蒙皮体的抗剪强度。利用ANSYS软件分析轻钢龙骨墙体开洞面积及洞口位置对墙体抗剪性能的影响,通过分析典型开洞墙体的破坏特征,针对性地提出了4种加固方法,使得开洞后墙板的蒙皮效应仍能利用。     

开洞对冷弯薄壁管桁架组合墙体抗剪性能的影响研究

为了获悉开洞对冷弯薄壁管桁架组合墙体抗剪性能的影响,通过ABAQUS程序建立了冷弯薄壁管桁架组合墙体的有限元模型。研究参数为蒙皮效应、开洞位置和开洞率。计算模型采用塑性壳单元,考虑了几何非线性和材料非线性的影响,各部件的自攻螺钉连接采用点与点接触耦合模型模拟。通过与冷弯薄壁管桁架组合墙体试验的水平荷载-水平位移关系曲线和破坏模式的比较,验证了组合墙体有限元模型的准确性,揭示了开洞对冷弯薄壁管桁架组合墙体抗剪性能的影响。研究表明:冷弯薄壁管桁架组合墙体的抗剪性能与OSB板的蒙皮效应、墙体的开洞率和开洞位置有关;蒙皮效应越好,洞口面积越小,抗剪性能越好。     

跨越多檩条与少檩条的受力蒙皮抗剪性能的对比试验研究

考虑受力蒙皮组合体试验的特殊性,对普遍采用的悬臂梁式加载方式进行了改进,提出沿对角线加载的方法。为研究跨越多檩条和少檩条的受力蒙皮体抗剪性能的区别,对连接件形式和间距、框架和檩条的形式和间距均相同的两组试件进行了对比试验。利用曲线拟合方法对试验数据进行了量化,得到了两组试件的抗剪刚度。结果表明,跨越多檩条的受力蒙皮结构抗剪刚度较跨越少檩条的有较大提高,承载力稍有降低。     

压型钢板蒙皮作用抗剪性能试验

采用常用于墙面的YX-35-125-750型压型钢板,结合实际工程中的常规施工做法,组装以自攻螺钉作为连接件的蒙皮结构并进行抗剪试验,探究自攻螺钉间距与布置形式、压型钢板板厚、檩条数量变化对蒙皮结构抗剪强度与刚度的影响规律,通过对试验现象的分析论述了5组试件的最终破坏形态,探讨了不同变化因素对蒙皮效应的影响;介绍了美国冷弯型钢蒙皮设计规定方法（AISI法）中的简化计算公式,并运用简化公式对蒙皮试件的极限抗剪强度与刚度进行了详细计算。结果表明:合理地布置连接件、安排板跨间距或选用板厚都可以适当提高结构的整体抗剪强度与刚度,按常规的施工做法可通过合理调控以上各因素以控制蒙皮效应对整体结构的影响。     

金属蒙皮板剪切性能的试验及有限元分析

结合蒙皮板在实际工程的做法,对压型钢板采用自攻螺丝连接的受力蒙皮进行剪切性能试验。通过对蒙皮的破坏模式和极限抗剪承载力的分析,对板型、檩条间距对蒙皮抗剪性能的影响进行研究。并采用ANSYS对蒙皮板进行有限元分析,考虑几何大变形、连接件的滑移等非线性因素。将试验数据与有限元结果进行比较,研究结果表明,采用ANSYS分析受力蒙皮是可行的,可以用有限元方法来代替大量重复性试验。