初探轻钢结构应力蒙皮效应
轻钢结构蒙皮效应探讨
１ 蒙 皮效应 的 研究 发展 概 况
１ ９ ５ ５年 ， Ｃ ｏ ｒ ｎ ｅ ｌ ｌ 大学 的 Ｗｉ ｎ ｔ ｅ ｒ和 Ｎ ｉ ｌ ｓ ｏ ｎ研 究 小组对 ４ ６个足
间， 仍 没有 关于蒙皮 的相应规范 出台 ， 数次提 及的《 受力蒙皮 设计
规程》 却始 终没有下文 。总之 ， 由于我 国没有 相应计算 的参数 ， 实
想要 利用 蒙皮效 应优 化结 构 ， 将 是一 件很 冒险的 尺 蒙皮体进行受力 蒙皮 试验 Ｊ ， 研 究 了板 型 、 板跨 等参 数 变化对 际工程设计 中 ， 事情 。 蒙 皮抗 剪强度和柔度 的影响等 内容 ， 开启 了蒙皮研究 的新纪元 。 随后 ， 美 国钢 铁协会在 １ ９ ６ ７年公布 了《 轻钢 蒙皮设计 》， 也是 ２ 蒙皮效 应 的机 理
檩 条实用计算方法 和具 体公式 。 面坡度成 正 比， 而抵 抗水 算模 型 为 ， 不 考虑 围护结 构 的蒙皮 效
２ Ｏ世纪 ８ ０年代 ， 张耀 春教授 组建 了我 国第 一个 蒙体 研究课 所 示 。 题 组——钢结构受 力蒙皮 研究 课题 组 。课 题 组对 蒙皮 支撑 的钢
关键 词 ： 轻 钢结构 ， 蒙皮效应 ， 压型 钢板 ， 面板
中图分类号 ： Ｔ Ｕ ３ ９ １ 文献标识 码 ： Ａ
钢结构被称 为建 筑行业的朝 阳产 业 ， 钢结构 的发展水 平 已经 成 果 。 成 为衡量一 个地 区 乃至 一 个 国家 的经 济 发展 水平 的重 要标 志 。
构件静力性能 进 行 了多 次 专题 试 验研 究 ， 并 取 得 了一 些有 益 的 应一 空间刚架体系一不考虑各刚架 的空 间作用一 平面刚架 体系 。
第４ １卷 第 ７期 ２ ０ １ ５年 ３月
蒙皮效应原理及研究概况
第３ ６卷 总第 １３期 ５
Ｓ ｃ ｕ ｉｄｉｇ ａ￣Ｈａ ｓ ｉ ｈ ａｎ Ｂｕ ｌ ｎ Ｍ ｌ
ｌ之材 ・ Ｊ
・７ ・ ３
２ １ 年 ２月 ００
蒙 皮 效 应 原 理 及 研 究 概 况
袁 须
４ ００ ） １２０ （ 望城 县建 设工 程 质量 监督 站 ，湖 南 长沙
面板 的蒙皮效应 是实 际存 在的 ，当结构 受到侧 向荷 载作 用
时 ，屋面板与框 架体 系共 同承 担荷 载 ，由于设 计 中没有 考 虑应力蒙皮效应 而进 行连 接件 的选 用及布 置 ，一旦 结构 承 受侧 向荷载足够 大时 ，则 屋面 板与 檩条 连接处 或板 板连 接
处的连接件就会 因所 承受 荷载超 过其 承载 能力 ，而 出现 板
同时更为严重 的是 由于 围护体 系蒙 皮效应 的实 际存 在 ，在
较大侧 向荷 载作 用 于结 构 时 ，其会 同框架 共 同参 与 受力 ，
合结构实 际受力 情况 。随着 轻钢 结构 的普 及 以及市 场竞 争
的 日趋激烈 ，蒙皮 效应 受到 了越来越 多的关注。
而设计 中将其 忽略会导 致结构 在某些 情 况下 出现设 计 时未 曾预料到 的结构 破坏 。如在沿 海地 区常会 出现在 大风作 用
面等 围护结构对房 屋结 构 的整体 工作 性能 的贡 献是 客观存
在的 。它们不仅 能承 受法 向作 用于 其表 面 的荷载 ，而且还 具有可观 的传递 面 内剪力 的能 力 。这 一 围护结 构平 面 内的 抗剪能力 ，被称为 “ 蒙皮效 应” 。 简而言之 ，蒙皮 效应 是 指 围护 结 构 （ 屋 面 和墙 面 ） 如
在经济上带来 效益 ，同时使 得结 构设 计更 为合理 ，更 符合
钢结构蒙皮效应
钢结构蒙皮效应钢结构蒙皮效应是指在钢结构建筑中，外部蒙皮材料与内部钢骨架之间的相互作用，从而达到结构稳定和美观的效果。
蒙皮材料可以是各种金属板材、玻璃幕墙或其他建筑材料。
蒙皮的主要作用是保护内部结构，同时也能够提供建筑物的外观效果。
钢结构蒙皮效应在建筑设计中起到了至关重要的作用。
首先，蒙皮材料能够有效地分担荷载，提高整个结构的稳定性。
钢结构本身具有较高的强度和刚度，但其外部表面往往需要进一步加固，以满足建筑物的使用要求。
蒙皮材料的选择应考虑到建筑物的特点以及所需的抗风压能力、保温性能等因素。
通过选择合适的蒙皮材料，可以实现钢结构与蒙皮材料之间的协同工作，提高整个建筑物的安全性和稳定性。
钢结构蒙皮效应还可以为建筑物提供良好的外观效果。
蒙皮材料的选择不仅要考虑其功能性，还要考虑其美观性。
不同的蒙皮材料可以赋予建筑物不同的外观特点，从而满足不同使用环境下的审美要求。
例如，金属板材可以赋予建筑物现代感和工业风格，玻璃幕墙则可以使建筑物更加通透明亮。
通过合理选择蒙皮材料和设计方案，可以使建筑物与周围环境相协调，提升整个区域的城市形象。
钢结构蒙皮效应还可以提高建筑物的使用寿命和维护成本。
蒙皮材料可以起到保护内部结构的作用，防止外界环境对建筑物的侵蚀。
例如，金属板材可以有效抵御风雨侵蚀，减少建筑物的维修次数和维护费用。
同时，蒙皮材料的选择还应考虑其耐久性和可维修性，以方便日后的维护和翻新。
在设计钢结构蒙皮效应时，需要综合考虑结构的强度、稳定性、美观性以及可维护性等因素。
首先，需要根据建筑物的用途和环境特点确定蒙皮材料的选择。
其次，需要对蒙皮材料与钢结构之间的连接方式进行合理设计，以确保其稳定性和安全性。
最后，还需要考虑蒙皮材料的装饰效果和维护成本，以达到经济、实用和美观的目标。
钢结构蒙皮效应是一种重要的建筑设计方法，可以提高钢结构建筑物的稳定性和美观性，延长其使用寿命，并降低维护成本。
在实际设计中，需要综合考虑结构、功能和美观等多个方面的因素，以达到最佳的设计效果。
轻钢结构考虑蒙皮效应的非线性有限元分析
轻钢结构考虑蒙皮效应的非线性有限元分析
潘宇;赵才其;赵伟超
【期刊名称】《建筑技术开发》
【年(卷),期】2007(034)007
【摘要】初步探讨了轻钢结构中屋面压型钢板的蒙皮效应;引入combin39弹簧单元模拟连接件,对工程实例进行了非线性有限元分析,给出了考虑蒙皮效应的轻钢结构的量化结果,最后得到一些可供参考的结论.
【总页数】3页(P3-5)
【作者】潘宇;赵才其;赵伟超
【作者单位】东南大学土木工程学院,南京,210096;东南大学土木工程学院,南京,210096;中国建筑第三工程局第二建设工程有限责任公司,武汉,430074
【正文语种】中文
【中图分类】TU392.5
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1.考虑蒙皮效应的高层结构有限元分析 [J], 完海鹰;王梅;曾获
2.门式刚架轻钢结构考虑压型钢板蒙皮效应综述 [J], 刘立国
3.考虑蒙皮效应的轻钢结构力学性能分析 [J], 史艳莉;王文达;王秀丽
4.轻钢结构蒙皮效应探讨 [J], 吕同欣
5.轻钢结构考虑蒙皮效应影响的研究与分析 [J], 戚豹;康文梅;陶红林
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我国轻钢结构现有设计分析水平上对蒙皮效应的认识以及应用
我国轻钢结构现有设计分析水平上对蒙皮效应的认识以及应用编著：阮商陶简介：蒙皮效应是指在建筑物的表面的材质由于本身具有一定的刚度，加之由于本身并不是纯平面板因而会有一定的惯性矩，所以这种建筑物表面的覆盖的材料会对建筑物的整体刚度有一个不可忽视的贡献，特别是在轻钢厂房的设计中，我们考虑这种蒙皮的作用是十分合理的，可以节省大量钢材。
然而我国现行规范中并不提倡考虑蒙皮效应，仅把此项作用看作结构的安全储备。
本文将列举各方面的研究意见，作一个可行性探讨。
关键字: stressed-skin diaphragm 应力蒙皮作用冷弯薄壁型钢结构门式刚架轻型房屋钢结构我国蒙皮设计现状我国自每年钢产量突破亿吨及实行合理利用钢材和积极采用钢结构的政策以来，建筑钢结构得到迅速发展。
各类轻型钢结构的发展尤为迅速。
随着我国钢产量的不断攀升和建设部大力推行住宅产业化以来，以压型钢板及轻型钢框架组成的轻钢结构住宅体系和门式刚架钢结构厂房建筑发展很快。
这种结构体系具有制作简单、安装方便快捷、安全可靠、造型美观和经济效果好等特点，应用范围越来越广泛。
新的行业标准《高层民用建筑钢结构技术规程》和《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》于1999年发布实行；《压型钢板拱壳结构技术规程》和《轻型房屋钢结构技术规程》开始编制；现行国家标准《钢结构设计规范》和《冷弯薄壁型钢结构技术规范》也已经修订更新。
而考虑了应力蒙皮效应的压型钢板墙面板、屋面板具有平面内的抗剪能力，能够参与整体结构体系的共同工作，可增强结构的整体刚度，减小结构的侧移，为与它相连的构件梁柱、檩条提供有效的侧向约束作用，从而可以减小或取消一部分支撑构件，甚至还能够减小构件的截面面积。
但由于国内有关屋面板的抗剪性能和板与构件螺栓连接性能的资料尚不充分，因此在目前的设计规程(CECS102)中建议一般不宜考虑应力蒙皮效应，这可能导致造价的提高。
在工程建设中使用压型钢板还只是作为维护结构，其受力蒙皮作用一直没有利用，这不但不能真实反映结构的受力性能，在经济上也是很大的损失。
钢结构蒙皮效应
钢结构蒙皮效应
钢结构蒙皮效应是指当钢结构的外部蒙皮材料与其内部结构之间形成
一种相互作用的力学效应，从而能提高整个钢结构的承载力。
这种效
应通常是通过使用合适的蒙皮材料来实现的。
钢结构蒙皮效应的原理在于，蒙皮材料能够有效地分散外部负载，从
而减轻了钢结构本身的负担。
例如，在风暴或地震等自然灾害发生时，蒙皮材料能够起到一定的缓冲作用，从而帮助钢结构更好地保持稳定。
蒙皮材料的选择对钢结构蒙皮效应非常关键。
通常，蒙皮应该具备较
高的强度和抗振性能，以确保能够承受外部负载。
同时，为了达到最
佳的效果，蒙皮应该能够紧密地贴合在钢结构上，以确保有效地分散
外部负载。
钢结构蒙皮效应的应用非常广泛。
它可以用于建筑、桥梁、船舶、飞
机等领域。
例如，在航空领域中，使用蒙皮材料能够减轻飞机的重量，提高其速度和燃油效率。
在建筑领域中，使用蒙皮材料能够提高建筑
结构的稳定性和安全性。
总的来说，钢结构蒙皮效应是一种非常重要的力学效应，它能够提高
钢结构的承载能力和稳定性。
通过选择合适的蒙皮材料，并合理的运用蒙皮效应，可以实现更加安全、稳定和高效的钢结构建筑和工程。
蒙皮效应
蒙皮效应蒙皮效应蒙皮效应是指在建筑物的表面覆盖材料（屋面板和墙板）利用本身的刚度和强度对建筑物整体刚度的加强作用。
蒙皮效应的结构概念来自于飞机和轮船行业。
它是在纵横肋上蒙上金属薄板而形成的带肋薄壳结构，蒙皮与肋共同工作，蒙皮自身在其平面内具有很大的拉、压和剪切强度，且由于有肋的作用，蒙皮不会失稳。
蒙皮结构具有较大承载力及刚度，而自重却很轻。
目录1原理2规范3作用4蒙皮单元5应用问题1原理其工作原理是：围护板与檩条以及板与板之间通过不同的紧固件连接起来，形成了以檩条作为其肋的一系列隔板。
这种板在平面内具有相当大的刚度，类似于薄壁深梁中的腹板，檩条类似于薄壁深梁中的加劲肋，板的四周连接墙梁或檩条类似于薄壁深梁中的翼缘，可以用来传递板平面内的剪力，承受板平面内的各种荷载作用。
蒙皮效应在工程中只将其作为一种结构上的储备。
目前在满足一定条件的压型钢板以及轻型钢框架组成的轻钢住宅和门式刚架体系中存在着较大的蒙皮效应。
根据蒙皮效应的工作机理可以看出，并不是所有的结构和结构构造在设计时都可以考虑蒙皮效应。
2规范《冷弯薄壁型钢结构技术规范》第4.1.9条提到：当采用不能滑动的紧固件连接压型钢板及其支撑构件形成屋面和墙面等维护体系时，可在单层房屋的设计中考虑受力蒙皮作用，但应同时满足一定的条件：1）应由实验或可靠的分析方法获得蒙皮组合体的强度和刚度参数，对结构进行整体分析和设计；2）屋脊、檐口和山墙等关键部位的檩条、墙梁、立柱及其连接等，除了考虑直接作用的荷载产生的内力外，还必须考虑整体分析算得的附加内力进行承载力验算；3）必须在建成的建筑物的显眼位置设立永久性标牌，标明在使用和维护过程中，不得随意拆卸压型钢板，只有设置了临时支撑后方可拆换压型钢板，并在设计文件中加以规定。
《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》第5.1.2条提到：变截面门式刚架宜按平面结构分析内力，一般不考虑应力蒙皮效应。
但有必要且有条件时，可考虑屋面板的应力蒙皮效应。
钢结构蒙皮效应
钢结构蒙皮效应钢结构蒙皮效应是指在钢结构中，蒙皮材料的存在对结构整体性能的影响。
蒙皮材料一般是安装在钢结构表面的覆盖层，常见的有金属板、玻璃幕墙等。
蒙皮效应可以改善钢结构的抗风、抗震能力，提高结构的稳定性和耐久性。
钢结构蒙皮效应可以提高结构的抗风能力。
钢结构往往具有较高的刚度和强度，但在面对强烈的风力作用时，仍然存在一定的风振问题。
蒙皮材料的存在可以增加结构的质量和阻尼，从而减小结构的振动幅度，提高结构的抗风能力。
此外，蒙皮材料还可以改变结构的气动特性，减小风荷载对结构的作用，进一步提高结构的稳定性。
钢结构蒙皮效应可以提高结构的抗震能力。
地震是常见的自然灾害，对于钢结构来说，地震荷载是结构设计中需要重点考虑的因素之一。
蒙皮材料的存在可以增加结构的质量和刚度，使结构更加坚固稳定，从而提高结构的抗震能力。
此外，蒙皮材料还可以起到一定的减震作用，吸收和分散地震能量，减小地震对结构的破坏。
钢结构蒙皮效应还可以提高结构的耐久性。
蒙皮材料可以起到保护钢结构的作用，防止结构受到外界环境的侵蚀和损坏。
例如，金属板蒙皮可以防止钢结构被雨水侵蚀，延长结构的使用寿命。
玻璃幕墙蒙皮可以起到隔热、保温、光照等功能，提高结构的舒适性和能源利用效率。
然而，钢结构蒙皮效应也存在一些问题。
首先，蒙皮材料的引入会增加结构的自重，对结构的荷载分配和构造形式提出一定的要求。
此外，蒙皮材料的安装和维护也需要一定的技术和经济成本。
钢结构蒙皮效应是一种可以提高钢结构整体性能的措施。
通过蒙皮材料的引入，可以改善结构的抗风、抗震能力，提高结构的稳定性和耐久性。
然而，蒙皮效应也需要结构设计者和施工人员的合理选择和正确操作，以确保结构的安全可靠。
未来，随着科技的不断发展，钢结构蒙皮效应将会得到更广泛的应用和研究，为建筑行业带来更多的创新和发展。
轻钢结构板的蒙皮效应机理及结构设计应用
于围护板 的具体构造。蒙皮面板 的抗剪承载能力取
决 于板 材 、 型 、 厚 、 板 板 檩条 刚度 及 间距 、 接构造 及 连
自 攻螺钉的强度和布置密度等 ， 其蒙皮效应 的作用
有 以下 ５个方 面 ：
引 言
对于建筑结 构来讲 ， 蒙皮 效应 是指 围护 结 构 （ 主要 是屋 面 和墙面 ） 主体 结 构 的整 体 加 强作 用 ， 对 这种效应大大加强了结构的空间整体性。蒙皮效应
荷载。
围护系统的蒙皮效应 ， 是节省钢材、 降低工程造价的
重要 途径 之 一 ， 已受 到 轻 钢 设 计 人 员 的 广 泛 关 注 。
本文参考国外的一些资料 和工程实践， 对蒙皮效应 的应 用进行 初 步的探 讨 。
（） ３ 在竖向重力作用下 ， 屋面檩条会产生旁 弯 和扭转变形 ， 通过连接在檩条上 的板 可将此变位消 除， 面板的蒙皮效应将其剪力传至檩条 与屋面梁 连 接处 ， 再通过檩条与屋 面梁连接件传至各个屋面梁
上。
１ 轻钢结构板蒙皮效应 的作用机理
现代轻钢结构中的围护系统主要采用各种不同
类型 的压 型钢板 或夹 芯钢板 ， 结构 构造 上 ， 些 围 在 这 护板 与檩条 及板 与板 之 间通过不 同的紧 固件连 接起 来 ， 成 了以檩 条作 为其 肋 的一 系列 搁 板 。这 种 板 形 在平 面 内具 有相 当的刚度 ， 板类 似于 深梁 中 的腹 板 ， 檩条类 似 于深梁 中的加 劲 肋 ， 的 四周 连接 围梁 或 板
际试件试 验确定 ， 目前 国内尚无数 据库 ， 以， 但２ 冷弯薄壁 型钢结构技术规范 》 ０ 仅
给 出考虑 蒙皮 效应 的设 计 原 则 ， 实 际 可 操 作性 较 其 差 。在轻 钢结 构设 计 中， 应用 屋 面 围护 系 统 和墙 面
钢结构蒙皮效应
钢结构蒙皮效应钢结构蒙皮效应是指在钢结构中，外墙或外表面的钢板与内部结构之间形成的一种空腔效应。
这种效应在钢结构中具有重要的作用，不仅可以提高结构的承载能力和抗震性能，还可以改善建筑外观和减少能源消耗。
钢结构蒙皮效应的实现离不开钢结构材料的特性和结构设计的合理性。
钢材具有高强度、高刚度和耐腐蚀等优点，使得钢结构能够承受更大的荷载和更严酷的环境条件。
而结构设计的合理性则是指在满足建筑功能和安全要求的前提下，通过调整结构的形式和布局，使得钢板与内部结构之间形成适当的间隙，从而实现蒙皮效应。
钢结构蒙皮效应主要通过以下几个方面来实现。
首先，钢板与内部结构之间的间隙可以形成一种空气层，这种空气层具有一定的隔热和隔音效果，可以减少建筑的能量损失和室内外噪音的传递。
其次，钢板与内部结构之间的间隙还可以形成一种缓冲层，可以起到一定的减震效果，提高建筑的抗震性能。
此外，钢板的外表面还可以涂上特殊的防腐涂层，增加钢结构的耐久性和使用寿命。
钢结构蒙皮效应在实际工程中得到了广泛的应用。
例如，在高层建筑中，钢板可以用作外墙装饰材料，通过调整钢板与内部结构之间的间隙，可以实现建筑外观的多样化和个性化。
在体育场馆和大型展览馆等场所，钢板可以用作屋面材料，通过蒙皮效应，可以减少建筑的自重，提高屋面结构的承载能力。
在桥梁和大型厂房等工程中，钢板可以用作悬挂蒙皮，通过调整蒙皮与内部结构之间的间隙，可以提高结构的抗风性能和抗震性能。
钢结构蒙皮效应的实现还需要考虑一些技术问题。
首先，钢板与内部结构之间的间隙应该适当，既要保证蒙皮效应的实现，又要保证结构的稳定性和安全性。
其次，钢板的固定和连接方式也需要精心设计，以确保钢板与内部结构之间的间隙不会因为外力作用而发生变化。
此外，钢板的防腐涂层也需要定期维护和更新，以保证其长期使用效果。
在钢结构蒙皮效应的应用中，还需要注意一些问题。
首先，钢板的选择应根据实际需要进行，包括材质、厚度、表面处理等。
蒙皮效应在多层轻钢结构体系中的应用研究★
通过 Ｓ Ｐ ０ ０的模拟计 算 ， Ａ ２０ 分析结 构 的位移 与加 速度 结果 ， 构体系 的工作并 有效 控制 多层结 构 的侧 移 。在 多层 钢结 构设 计
可以看出纯框架结构与蒙皮结构相 比 ， 虑蒙皮效应 钢架可 以改 中考虑蒙皮效应 可 以达到好 的设计 效果 ， 小构 件 的截 面 尺寸 ， 考 减
层 钢结构常用钢框架结构 、 钢框架一混凝 土核心筒结 构形式 。后 设计钢结构时 ， 应该 根据结 构 的特点 ， 用适 宜 的钢材 。选 定 钢 选 者在现代高层 、 高层 钢 结构 中应 用 较为 广泛 ， 超 事实 上 ， 属 于 材时应考虑下列结构特点 。 它
钢一混凝土混合结构 。高层钢结构施工过 程 中用 到大量 的钢材 ， １ １ 结构 的类型 及 重要 性 ． 本文针对钢材选用 的原则 ， 用的基 本要 求进行了阐述 。 选 由于使用条件 、 结构 所处部 位 等方 面的不 同 ， 结构 可 以分 为
变结构的传力方式 ， 明显提高 结构 的整体 刚度 ， 提高 了整体 结 同时 可以获得 良好 的经济效 益。 并
构的承载力 ， 减小 了结 构的变形 。
表 １ 蒙 皮 框 架 与 纯 框 架 水 平侧 移 对 比
层数
１
２ ３ ４ ５ ６
参考文献 ：
ｍｍ
时 间／ ｓ ｃｚ方 向 加 速 度 ）
图 ３ 加 速 度对 比 曲线
纯框架结构 ， 一个是有 蒙皮 的框 架结构 。本研 究选用 的地震 波为
１ 位移对 比分析见 图 ２ ） 。
收稿 日期 ：０ ｌ０－２ ★ ： 北省 自然科 学基金 项 目（ 目编 号 ：２ １０ １１ ） ２ １一６２ 河 项 Ｅ ０００ ０２ 作者简介 ： 燕秋 （９ ３ ） 男 ， 授 ， 北工程 大 学土木 工程 学院 ， 北 邯郸 ０６３ 谭 １６ 一 ， 教 河 河 ５０ ８ 张 学忠（９５ ） 男 ， １８ 一 ， 河北 工程 大学土木 工程 学院硕士研 究生 ， 河北 邯 郸 史三元 （９９ ） 男 ， １５ 一 ， 教授 ， 北工程 大 学土木 工程 学院 ， 北 邯郸 河 河 ０６ ３ ５０８ ０６３ ５０ ８
轻型房屋钢结构中压型板应力蒙皮作用的分析
Ｋ ｅ ｗ ｏ ｄ ：ｐ ｎ ｌ ｄ ｆｒ ａ ｉｎ ｓｒ ｓ ｄ ａ ｈ ａ ｆｅ ｔ ｙ ｒｓ ａ ｅ ｅ ｏ ｍ ｔ ｔ ｓ ｏ ｅ ｉｐ ｒ ｇ ｅｆ ｍ ｃ
结 构 体 系 中 抵 抗 水 平 力 作 用 的 构 件 通 常 有 ： 撑 、 力 支 剪 墙 、 体 、 架 等 等 ， 层 门 式 刚 架 轻 型 房 屋 建 筑 中 ， 侧 力 筒 框 单 抗 构 件 主 要 有 ： 字 支 撑 、 式 支 撑 、 撑 等 形 式 。 轻 型 房 屋 建 十 门 角 筑 中 的 墙 面 、 面 压 型 板 ， 了 承 担 平 面 外 的 风 荷 载 、 荷 载 屋 除 活
点 ， 绍 了压 型板 应力蒙 皮 变形 的计算 方法 ， 就轻 型房 屋钢 结构 中的 应力蒙 皮作 用的 设计提 出 了构造 措施 。 介 并
关 键 词 ：压 型 板
变形
应力
蒙 皮 作 用
ＡＮＡＬＹ Ｓ Ｓ Ｏ Ｆ Ｉ ＴＨ Ｅ ＰＡ ＮＥＬ ＳＴＲＥＳ Ａ ＰＨ ＲＡ Ｇ Ｍ Ｎ ． Ｓ ＤＩ Ｉ Ｍ ＥＴＡＬ ＢＵⅡ ＮＧ ＤＩ
（ ） 验 概 况 介 绍 １试
轻 钢 结 构 体 系 中 的 墙 面 、 面 压 型 板 及 檩 条 包 边 等 共 同 屋 作 用 ， 成抗 侧 力体 系 ， 水 平 力作 用 于 结 构 体 系 上 ， 架 、 组 当 框 支 撑 、 型 板 、 条 等 共 同 承 担 水 平 力 ， 时 体 系 产 生 的 位 移 压 檩 此 与 裸 刚 架 承 担 同 样 大 小 的 水 平 力 而 产 生 的 位 移 是 完 全 不 同 的 ， ｌ为 在 同 样 的 风 荷 载 作 用 下 ， 围 护 门 式 剐 架 与 有 压 图 无 型 板 围 护 门 式 刚 架 在 柱 顶 的 位 移 比较 。从 图 １中 可 以 看 出 ， 蒙 皮 效 应 在 某 些 条 件 下 ， 结 构 体 系 是 非 常 有 利 的 ， 中 蒙 对 其 皮 效 应 的 变 形 主 要 由如 下 部 分 组 成 ： （） 攻螺 丝 拉伸 变形 和 剪切 变形 ； １自
轻钢结构压型钢板蒙皮效应在鞍钢1700工程中的应用
１ 蒙 皮 效 应 的机 理 和 作 用
现代 轻 钢 结构 中的 围护 系统 主要 采用 各 种不 同类 型 的 压 型 钢 板 或 夹 芯 钢 板 ， 些 围 护 板与 檩 这
方 向上 的 平 均 剪 应 力 相 等 ， 板 在 两 个 方 向 的 连 故
接 抗 剪 能力 应相 等 ， 者 说 ， 或 由较 弱 方 向 的抗 剪 能
能 ， 以用来 传 递板 平 面 内 的剪 力 ， 可 承受 板 平 面 内 的各 种 荷 载 作 用 ， 在 传 统 的 钢 结 构 设 计 中一 般 而 不 考 虑蒙 皮 效应 。围护 板 蒙 皮效 应 的 大小 将 取决
于 围护 板 的具 体构 造 。 根 据 蒙 皮 效应 的工 作 原 理 ， 皮 构 造 必 须 满 蒙 足 以下诸 条 件 ： （ ）板 的四条 周 边与 墙 梁或 檩 条 固 定 连接 ； １
鞍 钢 １０ ７ ０连 铸 连 轧 主 厂 房 采 用 钢 柱 、 屋 钢 架、 檩条结构， 钢 围护 板 采 用 彩 色 涂层 压 型 钢 板 。
似 于 深 梁 中的 加 劲 肋 ； 的 四周 连 接 墙 梁或 檩 条 板 类 似 于深 梁 中的翼 缘 。这 种 构造 具 有蒙 皮 效 应 功
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鞍钢 技术
２０ ０ ２年 第 ３期
ＡＮＧＡＮＧ ＴＥＣＨ Ｎ（Ｉ ） Ｙ ） （
轻 钢 结 构 压 型 钢 板 蒙 皮 效应 在 鞍钢 １ ０ ７ ０工 程 中的应 用
祁 颖
（ 钢集 团公 司设计 研究 院） 鞍
摘要 初 步 探 讨 了 轻 钢 结 构 中蒙 皮 效 应 的 作 用 机 理 及 其 应 用 中 的 问 题 ， 论 了 板 与 檩 条 讨
轻钢结构蒙皮效应及其应用
第10卷 第1期2010年3月 上海应用技术学院学报(自然科学版)JOURNAL OF SHANGHA I I N STI T UTE OF TECHNOLOGY (NAT URAL SC I ENCE )Vol .10No .1 Mar .2010收稿日期:2010-01-04基金项目:上海市教育委员会科技发展基金(050Z14)作者简介:吴广珊(1964-),男,副教授,主要研究方向为结构工程.文章编号:1671-7333(2010)01-0005-05轻钢结构蒙皮效应及其应用吴广珊1,2,叶志明2(1.上海应用技术学院基建规划处,上海 200235;2.上海市应用数学和力学研究所,上海 200072)摘要: 轻钢结构中,压型钢板由于在其自身平面内具有较大抗剪能力,对主体结构具有明显加强作用,提高了结构的空间整体性,即压型钢板对主体结构存在明显的蒙皮效应。
介绍了国内外对蒙皮效应的研究概况和蒙皮效应作用的机理、影响蒙皮效应的部分因数。
关键词: 轻钢结构;压型钢板;蒙皮效应;机理;影响因数中图分类号:T U 392.5 文献标识码:AThe App lica t ion of the S t ressed S k in D iap h ragmof L igh t G au ge S tee l S t ru c tu reWU G u a n g 2sha n(Cam p us Cons truc tion O ffice,Shangha i Ins titu te of Techno logy,Shangha i 200235,C h ina;2.Shangha i Ins titu te of App lied M a them a tics and M echan ics,Shangha i 200072,C h ina )A b s t ra c t:In a ligh t 2gauge s tee l s truc tu re,co rruga ted s tee l shee t can bea r load w ith the s tee l fram e toge the r,because it has la rge cap ac ity of shea r 2res is tance in its ow n p lane,w h ich is good fo r the s truc tu re to bea r load in sp a tia l m anne r .A nd th is is ca lled s tressed sk in d iap h ragm of co rruga ted s tee l shee t .In th is p ap e r,Fo re ign and C h inese R esea rches have been sum m a rized,and the w o rk ing m echan ism and influen tia l fac to rs of s tressed sk in d iap h ragm a re a lso d iscussed.Ke y w o rd s:ligh t 2gauge s tee l s truc tu re;co rruga ted s tee l shee t;s tressed sk in d iap h ragm ;m echa 2n ism ;influence fac to r 在一般的轻型钢结构设计中,压型钢板只作为建筑屋、墙面的围护结构,而不考虑其参与结构体系的共同工作。
轻钢结构压型钢板蒙皮效应的探讨
轻钢结构压型钢板蒙皮效应的探讨[摘要]初步探讨了轻钢结构中蒙皮效应的作用机理及其应用,讨论了不同板型及构造对蒙皮效应的影响。
并通过一个算例来说明不同压型钢板的蒙皮作用。
[关键词] 轻钢结构压型钢板蒙皮效应1 前言在生活实践中，我们有这样的经验：用四根木条钉成一个矩形框架，在其一组对角上施加一对方向相反的力，我们可以观测到框架在其平面内的明显变形。
但是在框架上钉上一块夹板之类的薄板后，我们发现框架在其平面内形成一片刚度很大的盘体，在上述力的作用下，其变形微乎其微。
这就是蒙皮效应。
在轻型钢结构单层房屋中，屋面和墙面采用压型钢板，并通过可靠的连接件固定在结构的横向框架和纵向联系构件上时，可以将其作为应力蒙皮对待，并按有关规定，在结构分析中考虑其平面内的强度和刚度。
影响蒙皮效应的因素很多。
主要有结构布置，剖面形式，板材类型,板材开孔率，纵向联系构件(檩条和墙梁)类型,连接材料和构造,边缘纵向构件(檐口檩条)的刚度等。
鉴于试验费时费工，目前国内设计尚未普遍采用蒙皮效应的设计方法。
2 蒙皮效应的机理和作用结构的应力蒙皮效应是指屋盖系统(包括屋面材料和檩条)参与共同工作的一种作用，其作用可体现在两个方面，一是它在平面内的抗剪作用，二是它在平面外的抗弯作用, 这两种作用不仅与屋面材料和檩条本身的刚度有关，而且和轻质屋面板与檩条的连接以及檩条与刚架的连接有很大的关系，即连接的好坏和连接螺钉的疏密直接决定着蒙皮效应的大小。
目前在工业厂房设计中，结构体系被简化成平面结构，所有的外载全由刚架来承担，其应力蒙皮效应和空间作用没有被考虑，很显然，这一处理加大了刚架结构所承担的荷载，造成设计截面尺寸偏大。
有些仓库式轻钢工业厂房甚至不设置檩条，采用大型彩色夹层压型钢板直接与刚架梁上翼缘连接。
现代轻钢结构中的围护系统主要采用各种不同类型的压型钢板或夹芯钢板，这些围护板与檩条及板与板之间通过不同的紧固件连接起来，形成了以檩条为其肋的一系列隔板。
轻钢结构蒙皮效应研究概况
轻钢结构蒙皮效应研究概况摘要：蒙皮效应是指在建筑物表面覆盖屋面和墙面利用本身的刚度和强度对建筑物整体刚度加强作用。
考虑蒙皮效应的轻钢结构的设计不仅使结构的受力更加符合实际情况，还可以获得相当的经济效应。
因此，开展轻钢结构蒙皮效应的系统研究，具有十分重要的理论和工程应用价值。
本文介绍了蒙皮效应的作用机理、产生条件，分析了影响钢框架中蒙皮效应的若干因素。
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。
关键词：钢框架；蒙皮效应；影响因素Abstract: This paper describes the skin effect in the mechanism of action and conditions, the skin effect of a number of factors affect the steel frame. Through analysis, to draw some valuable conclusions: that affect the mechanical properties of skin structure most important factor is the mechanical properties of the connection and its settings, and other influencing factors are generally by the mechanical properties and settings of the connections, so as to achieve the impact skin mechanical properties results. These conclusions consider the skin effect in the light steel design with a certain reference value.Key words: steel frame; the skin effect; influencing factors引言在一般的轻型钢结构设计中，压型钢板只作为建筑屋、墙面的围护结构，而不考虑其参与结构体系的共同工作。
轻钢结构蒙皮效应及其应用
２ Ｓ ａ ｇ ａ ｎ ｔｔｔ ｆＡｐ ｌ ｄ Ｍａｈ ｍａ ｉｓａ ｄ Ｍｅ ｈ ｎｃ ． ｈ ｎ ｈ ｉ ｓｉｕ ｅｏ ｐｉ ｔｅ ｔ ｎ ｃ Ｉ ｅ ｃ ａ ｉｓ，Ｓ ａ ｇ ａ ０ ０ ２ ｈ ｎ ｈ ｉ２ ０ ７ ，Ｃｈｎ ） ｉａ
在一般 的轻 型 钢 结构 设 计 中 ， 型 钢 板 只作 压 为建筑 屋 、 面 的围护结 构 ， 墙 而不 考虑其 参 与结构
体 系 的共 同工 作 。实 际上 ， 如果 保 证 压 型 钢板 与
的经济效益。因此， 开展轻钢结构蒙皮效应及其 应用 研究 ， 有 重要 的理论 和工 程应用 价值 ， 具 也必
第１ ０卷
第 １ 期
上 海 应 用 技 术 学 院 学 报（ 然 科 学 版） 自
Ｊ Ｕ Ｎ Ｌ Ｏ ＨＡ Ｇ ＡＩ Ｎ Ｔ Ｔ Ｔ ＦＴ Ｃ Ｏ Ｏ Ｙ Ｎ Ｕ ＬＳ ＩＮ Ｅ Ｏ Ｒ Ａ ＦＳ Ｎ Ｈ Ｓ Ｉ Ｕ Ｅ Ｏ Ｅ ＨＮ Ｌ Ｇ （ ＡＴ ＲＡ Ｃ Ｅ Ｃ ） Ｉ
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将使 轻钢结 构设 计更科 学性 。
基于ANSYS的轻钢结构的蒙皮效应分析
建材发展导向1262019年第1期基于ANSYS的轻钢结构的蒙皮效应分析田 丹 张亚楠（焦作工贸职业学院，河南 焦作 454550）摘 要：利用有限元理论及软件，建立一栋三层轻型钢结构别墅模型，并考虑了地震荷载，由此比较不考虑应力蒙皮效应与考虑应力蒙皮效应两种情况下，轻钢结构在静力荷载与地震荷载共同作用下的整体性能分析。
关键词：轻钢结构；蒙皮效应；动力特性近几年来，随着社会和国民经济的快速发展，以轻型钢结构为主要材料的建筑在民用建筑和工业建筑中得到了广泛的运用，主要是因为这种建筑有着外形美观，施工进度较快，环保好，以及造价较低等优点[1]。
随着信息技术的发展，有限元法逐渐成为模拟建筑结构的有效方法。
１ 工程概况本文采取的计算模型为三层冷弯薄壁型钢密肋结构体系住宅，其平面布置如图1-1所示。
本工程为邢台路桥建设总公司开发的别墅工程，建筑物总高度10.650m，室内外高差0.45m，二类建筑，轻型钢结构，耐火等级二级，建筑面积为333.61m 2，本工程屋面防水等级为二级。
建筑场地类别为Ⅱ类，地基承载力为120kN/m 2。
基本风压为0.45kN/m 2。
基本雪压为0.30kN/m 2。
7度抗震设防烈度，抗震等级为Ⅱ级，设计基本地震加速度为0.10g。
本工程中轻钢别墅的框架结构构件采用的是冷弯薄壁型钢，冷弯薄壁型钢的钢材选用Q345B 级钢，柱距和梁距分别按照600mm的模数进行设置。
图1 平面布置图2 有限元模型的建立本论文利用ANSYS 有限元分析软件建立以上别墅的计算模型，未考虑蒙皮效应的有限元模型如图2[2]。
图2 未考虑蒙皮效应的有限元模型 图3 考虑蒙皮效应的有限元模型在图2所示的有限元的模型当中，其框架构件采用BEAM188单元模拟，所用连接件采用COMBIN14单元模仿[3]。
在此基础上，蒙皮板采用SHELL181单元来假定模拟，考虑蒙皮效应的有限元模型如图3[2]。
3 蒙皮效应分析本文采用时程分析法，即根据我们事先选定的地震波、结构的恢复力的特征曲线，动力方程直接积分后再逐步的积分来计算地震中每一时刻结构所产生的位移、速度以及加速度，结构在此过程中分别经历了弹性、非弹性阶段，得出其内力是怎样的变动过程及构件从有裂缝一直到有损坏以致结构全部坍塌的全过程[4]。
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（ ｃ ａ ｉ ｌｎ ｕ ｔ ｅ ｅ ｒｈＩｓｉ ｔ ｆ ｈ ｕ ｈｄ ｓ ｎ，ｕ ｙ ｎ ７ ０ ９ Ｃ ｉ ） Ｍｅ ｈ ｎｃ ｄ ｓｒ Ｒ ｓ ａｃ ｔｕｅｏ ｅｆ ￣ ｅ ｉ Ｌ ｏ ａ ｇ４ １３ ， ｈｎ ａＩ ｙ ｎ ｔ ｔ ｏ ｇ ａ
【 ｂｔ ｃ】 ｈ ｕｈｔ ｉ ｅ ｅ ａｉ ｒｃ ｉ ｅｅｔｓ ｒ ｇｏｒ， ｉａｉｅ ｒ ｅｎ ｅ ｐｌａｏｓｎ Ａ ｓ ａｔ Ｔ ｒ ｇ ｋ ｇ ｈ ｃ ｎ ｍ ｏｓ ｆ ｅ ｋ ｃ ａ ａ ｐｉ ｂａ ｔｓ ｒｃ ｏ ｔｔ ｐ ｃ ｉ ｒ ｏ ａ ｎ ｔ ｍ ｈ ｓ ｆｕ ａ ｓ ｎ ｆ ｓ ｎ ｄ ｈ ｔｌｐ ｂ ｉｏ ｈ ａ ｉ ｔｎ ｉ
ｄ ｓｇ ｎ ｈ ｅ ｏ ｓｉ ｒ ｃｉｅ ｅ ｉ ｎ ａ ｄ ｔ ｅ ｒ ａ ｎ ｎ ｐ ａ ｔ ｓ ｃ
【 ｅ ｏｄ 】 ｅｈｎ ｍ； ｎｉ ｎ； ｆ ｔ Ｋ ｙｗ ｒｓ ｍ ｃａｉ ｃ ｄ ｉ ｓｅｅ ｓ ｏ ｔ ｏ ｆｃ
在 目前大量应用 的轻 钢及 其 围护结 构 中 ， 型钢 板 以其 压
荷 载 （ 来 自轻 轨 道 式 吊 车 的 荷 载 ） 但 不 能 用 于 承 担 永 久 性 如 ，
外荷 载。并强调要满足下列条件 方能将 面板 视为结 构的一部 分进 行应力蒙皮设计 。
① 面 板 除 承 担 主 要 功 能 外 ， 能 作 为 抗 剪 隔 板 抵 抗 其 平 只 面内的位移 ；
整 个 结 构 体 系 工 作 ， 与之 相 连 的 受 压 、 弯 压 构 件 提 供 连 续 为 受
侧 向支撑 ， 从而提 高这 种构 件 的刚度 及稳 定承 载力 。其 工作 机理是 ： 围护板与檩 条 以及 板 与板 之间 通过 不 同的紧 固件 连 接起来 ， 形成 了以檩条 作为 其肋 的一 系列 隔板 。这 种板 在平 面内具有相 当大的刚度 ， 似于薄壁深梁 中的腹 板 ， 类 檩条类 似 于薄壁深梁 中的加劲肋 ， 的四周 连接墙 梁 或檩条 类似 于 薄 板 壁深梁 中的翼 缘 。这 种构造 具有 蒙皮 效应 功 能 ， 以用 来传 可 递板平 面内的剪 力 ， 承受板平 面内的各种荷载作用 。
于工业 厂房 ， 且很 多 民用 建筑 也用 它做 屋 面板 和墙板 等 围护
结 构。 １ 蒙皮 效应 的 概 念 和 工 作 机 理
②屋脊 、 口和 山墙等关 键部 位 的檩 条、 梁 、 柱及 其 檐 墙 立
连接等 ， 除了考虑直接作用 的荷载 产生 的内力外 ， 还必须考 虑 整体分析算得 的附加 内力进 行承载力验算 。 ③必须在建成 的建筑 物 的显 眼位置设 立永 久性 标牌 ， 标 明在使用和维护过程 中 ， 不得随意拆 卸压型 钢板 ， 只有设置 了 临时支撑后方可拆换压 型钢板 ， 并在设计文件 中加以规定 。 《 门式 刚架轻 型房屋钢结构技 术规 程》（ 以下简称 门刚规 程） ５ １２条 提 到 ： 第 ．． 变截 面 门式 刚 架宜 按平 面结构 分 析 内
【 关键词 】机理 ； 条件 ； 作用
【 中图分类号 】 Ｔ ７２ Ｆ ６
Ｒ ｅ ｅ ｒ ｈ ｆｓ ｆ ｃ ｋｉ ｅ ｅ ｔ ｉ ｉ ｈｔｓ ｃｉ ｎ ｔ ｅ ｔ ｕｃ ｕ ｅ ｓ ａ ｃ ｏ ｕｒ ａ ｅ ｓ ｎ ｆ ｃ ｎ ｌｇ ｅ ｔｏ ｓｅ ｌｓｒ ｔ ｒ ｓ 口 Ｃቤተ መጻሕፍቲ ባይዱＡＮＧ ｉ Ｋａ ’
２ 蒙皮 效 应 的 适 用 条 件
屋 面板的应力蒙 皮效 应。相应 的条 文说 明解 释 ： 面板视 为 承 担平 面内横 向剪力 的腹板 ， 四周的边缘 构件视 为翼缘 ， 承担轴 向拉 力和压力 。应 力蒙皮 隔板 应 主要用 于抵抗 风荷 载 、 雪荷 载和其他 通过面板传递 的荷 载。它也可用 于抵抗较小 的瞬 时
其支撑构件形成屋 面 和墙 面等维 护体 系时 ， 可在 单层 房屋 的 设计 中考虑受力蒙皮作 用 ， 但应 同时满 足一定的条件 ： ①应 由实验或 可靠 的分析方法获得 蒙皮组合 体的强度 和
刚度参数 ， 对结 构 进 行 整 体 分 析 和 设 计 。
轻巧 、 高强 、 美观 、 安装便捷 等优点得 到广泛应用 ， 国外不 仅用
初探轻钢 结构 应 力蒙 皮效应
口 常 凯
（ 机械 Ｚ 业第 四设计研 究院 ， 南 洛阳 － 河 ４１３ ） ７ ０ ９
【 摘
要 】文 中以应力 蒙皮效应 的作 用机 理为 出发点 ， 讨该效应在设 计 中的应用思路和 实践 中的注意事项。 探 【 文献标识码 】 Ｂ 【 文章编号 】 １７ — ９３ ２ １ ）６— １３— ２ ６ ４ ４９ （０ ０ ０ ０ ６ ０
力 ， 般 不 考 虑 应 力 蒙 皮 效 应 。但 有 必 要 且 有 条 件 时 ， 考 虑 一 可
压 型钢板在其平 面 内具 有一 定 的刚度 和 强度 ， 而具 有 从
一
定 的抗 剪 能 力 。
蒙皮效 应 是指 在 建 筑 物 的 表 面覆 盖 材 料 （ 面 板 和墙 屋 板 ） 利用覆 盖材料 自身的刚度和强度对建筑 物整体 刚度 的加 ， 强作用 。如将压 型钢 板与 围护结 构 构件 进行 可靠 连接 ， 则此 蒙皮效应 可使 围护结 构 同时成 为结构 的 重要组 成部 分 ， 与 参
２１ ０ ０年
第３ ２卷
第 ６期 总 第 １ ２期 ９
Ｌ ＧＳ ｌ Ｎ ＩＥ Ｒ ＧＡ ＤＭ Ｎ Ｇ Ｍ Ｎ Ｏ Ｉ Ｃ Ｅ ＧＮ Ｅ Ｉ Ｎ Ａ Ａ Ｅ Ｅ Ｔ ＴＳ Ｎ
物 流 工 程 与 管 理
设 备 设 施
ｄ ｉ１ ．９ ９ ｊｉ ｎ １ ７ ４ ９ ． ０ ０ ０ ．６ ｏ ：０ ３ ６ ／． ｓ ．６ ４— ９ ３ ２ １ ． ６ ０ ３ ｓ