柱顶水平荷载作用下受力蒙皮结构模拟分析研究

摘要

虽然墙面和屋面采用薄板为覆盖物的房屋已应用多年，西方和我国也对受力蒙皮体的性能进行了大量研究和试验，但既往的研究工作主要都是针对蒙皮体的，特别是针对蒙皮板与板之间或是蒙皮板与其支承杆件之间的连接的，而几乎没有对蒙皮结构房屋进行整体的研究和试验。本文通过对不考虑蒙皮作用的一般房屋、考虑蒙皮效应房屋和平面为可变体系的蒙皮结构房屋进行计算机模拟加载分析，研究了模型的破坏特点、极限承载力、内力分布规律和变形情况。通过对比模型分析结果，发现了蒙皮作用对房屋的贡献：提高房屋的承载力，减小结构在荷载作用下的变形，明显提高了房屋的整体刚度。通过对蒙皮结构的模拟分析，发现了蒙皮结构的应力分布规律：屋盖蒙皮应力自房屋纵向中部向房屋两端逐渐增大，最大应力位于端部开间的屋脊附近；纵墙蒙皮应力自房屋纵向中部向房屋两端逐渐增大，最大应力位于端部框架柱脚处；山墙蒙皮应力在框架柱和抗风柱附近较大，最大应力位于框架柱柱脚处。模拟分析还发现了在框架平面内为机构的受力蒙皮房屋与一般蒙皮房屋在刚度、承载力和杆件内力分布上的相似性，提出了蒙皮结构的合理结构形式——取消常规的屋盖和柱间支撑系统，还可将刚架柱脚和柱顶都设置为铰接。

目录

文摘

英文文摘

1概述

1.1受力蒙皮作用

1.2受力蒙皮结构的研究发展概况

2受力蒙皮结构的作用原理、结构形式和构成

2.1受力蒙皮结构的作用原理及结构形式

2.2受力蒙皮结构的构成

2.3受力蒙皮的节点布置、类型

3本文研究的目的和所作的工作

4蒙皮结构的有限元模型

4.1构件的有限元模型及其单元刚度矩阵

4.2总体刚度矩阵的集成

5一般轻钢房屋的模拟分析

5.1实体模型

5.2 SAP模型

5.3模型假定

5.4加荷方式

5.5破坏准则

5.6模型改造

5.7模拟分析结果

5.8模拟分析结果小结

6蒙皮结构的模拟分析

6.1压型钢板

6.2 SAP模型

6.3模拟分析结果

6.3.1蒙皮结构模型1

6.3.2蒙皮结构模型2

6.3.3蒙皮结构模型3

7框架平面为可变体系的蒙皮结构模拟分析

7.1分析模型

7.2加荷方式

7.3模拟分析结果

7.3.1蒙皮结构模型4

7.3.2蒙皮结构模型5和蒙皮结构模型6

8模拟分析结果的对比

8.1杆件内力的比较

8.2柱顶水平推力和柱顶位移的比较

8.3蒙皮应力分布的比较

9结论和建议

9.1结论

9.2建议

致谢

参考文献