蒙皮效应

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门式刚架结构中关于蒙皮效应的概述

门式刚架结构中关于蒙皮效应的概述

2010年3月总第177期陕西建筑1、蒙皮效应的概念及工作原理所谓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。

即指的是蒙皮板由于其抗剪切刚度使板平面内产生变形的荷载的抵抗效应,表现为力传递效应和支撑效应[1]。

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[2]。

蒙皮效应可使围护结构同时成为结构的重要组成部分,参与整个结构体系工作,为与之相连的受压、受压弯构件提供连续侧向支撑,从而提高这种构件的刚度及稳定承载力。

2、门式刚架中蒙皮效应的应用现状屋面蒙皮作用会提高门式刚架的承载力。

屋面波形板蒙皮作用可提高上弦承载力达10%,提高下弦、腹杆承载力可达6%,据统计,考虑蒙皮效应可节省10%左右的钢材。

但是要想准确计算蒙皮作用是不易的,计算参数对结构的形式和构造细部很敏感,必须进行足尺结构试验才能确定这些参数。

屋面蒙皮作用对檩条下翼缘失稳承载力影响很大,国外有相应的研究,但计算公式还不成熟。

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,蒙皮效应很难明确地量化,它受很多条件影响,不同的工程情况下,蒙皮的作用效应也不同,蒙皮效应在工程中只将其作为一种结构上的安全储备[3]。

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。

但是我国的规范中没有给出规定如何考虑蒙皮效应。

3、门式刚架中的蒙皮效应3.1构造条件:①板的四条周边与墙梁或檩条固定连接;各个蒙皮板必须与支撑梁有足够强度的连接;必须有足够的梁及连接来保证蒙皮板所受的力能够传到结构的主体框架结构及基础上去[2];在面板与面板之间必须要有足够的连接保证;四周的构件与板的连接强度必须能够传递板平面内和平面外的荷载;所有蒙皮板的边缘在跨度方向必须有边梁固定,而这些梁和它们之间的连接必须能够保证承担蒙皮板作用产生的边界约束力。

初探轻钢结构应力蒙皮效应

初探轻钢结构应力蒙皮效应

( 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 。

蒙皮效应原理及研究概况

蒙皮效应原理及研究概况
21年 第 1 00 期
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

关于“蒙皮效应”的理解

关于“蒙皮效应”的理解

围 护 层 面 与 边 框 组 成 一 种 新 构 件 , 受 平 行 层 承 面 方 向 的 水 平 荷 载 ( 风 、 震 作 用 等 ) 蒙 皮 传 力 如 地 即 效 应 ; 外 , 护 蒙 皮 层 面 增 强 结 构 整 体 性 及 起 侧 向 此 围 支 撑 作 用 , 者 统 称 之 为 蒙 皮 效 应 。 考 虑 蒙 皮 效 应 二 设 计 。 节 约材 料 和造 价约 1 ~1 可 0% 5%左 右 。 1 蒙 皮效 应 的机理 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 问 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 , 种板在 形 这 平 面 内具 有 相 当 刚 度 。 类 似 于 深 梁 中 的 腹 板 。 条 板 檩 类 似 于 深 梁 中 的 加 劲 肋 , 的 四 周 连 接 围 梁 或 檩 条 板 类 似 于 深 梁 中 翼 缘 。 图 1所 示 。 这 种 构 造 具 有 蒙 如 皮 效 应 功 能 , 以 用 来 传 递 板 平 面 内 的 剪 力 。 受 板 可 承 平 面 内的各种 荷载 作 用 。
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皿 珊 嬲 刁 口
关 于“ 蒙皮效 应” 的理
赵 金 龙, 晓敏 杨
( 内蒙古建筑职业技术学院 , 内蒙古 呼和浩特 摘 002 ) 10 0 要 : 型 钢 结 构 发 展 迅 速 , 我 国 应 用 越 来 越 广 泛 。 本 文 初 步探 讨 了轻 型 钢 结 构 中 蒙 皮 效 应 的 轻 在

蒙皮效应分析

蒙皮效应分析

蒙皮效应分析王桂英;张启照【摘要】在轻钢结构设计中应用屋面围护系统和墙面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,国内学术界对围护板之蒙皮效应已有不少理论方面研究.本文对蒙皮效应作一初步探讨,以期抛砖引玉,推进蒙皮效应在轻钢结构中的应用.【期刊名称】《居业》【年(卷),期】2010(002)003【总页数】2页(P72-73)【关键词】蒙皮效应;安全系数;设计方法【作者】王桂英;张启照【作者单位】450006,河南省,郑州市,郑州经贸职业学院,建筑工程系;450006,河南省,郑州市,郑州经贸职业学院,建筑工程系【正文语种】中文【中图分类】TU391;TU973+.131 蒙皮效应的作用及应用蒙皮这一结构概念来自飞机和轮船,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。

蒙皮效应很难明确地量化,它受很多条件影响,不同的工程情况下,蒙皮的作用效应也不同,工程中只将其作为一种结构上的储备。

对于钢结构,我国的规范中没有给出规定,当采用不能滑动连接件连接压型钢板及其支承构件形成屋面或墙面等围护体系时,可在单层房屋设计中考虑蒙皮作用。

蒙皮效应表现为力传递效应和支撑效应。

围护层面与边框组成一种新构件,承受平行层面方向的水平荷载(如风、地震作用等)即蒙皮的力传递效应;此外,围护蒙皮层面增强结构整体性及起侧向支撑作用,二者统称之为蒙皮效应。

在轻钢结构设计中考虑蒙皮效应,可节约材料和造价约10%~15%左右。

多年来在英、美等国,蒙皮作用的实际应用已有许多成功的实例,例如20世纪60年代英格兰东南建筑师协会设计并建造的考虑蒙皮效应的学校、办公楼建筑体系房屋;20世纪70年代建成的新修道院果菜市场(386 m×68.6 m)、比斯顿药厂(跨度 36 m)、诺丁汉郡女王大道工业仓库(14 000 m2)、斯图加特体育场主看台挑蓬结构等;而建于旧金山和洛杉矶机场的波音747机库是采用受力蒙皮最大跨度的建筑(在宽为30.5 m、长为137.2 m的中央支承核心区的两翼各伸出8个长为70.1 m、宽为17.15 m的双曲抛物面受力蒙皮屋盖单元);1983年匹兹堡采用蒙皮筒体建成54层、高222 m(面积15.8万m2)的文米隆银行大厦则首开了高层钢结构建筑应用蒙皮技术的先例。

钢结构蒙皮效应

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。

钢结构蒙皮效应

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。

钢结构蒙皮效应

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。

蒙皮效应在低层轻型钢结构住宅中的应用研究

蒙皮效应在低层轻型钢结构住宅中的应用研究

u d r s imi fe t i ac l t d s me ee a t o c u i n, i c u i g o e ip a e n , s e r n s im i n e es c e f c s s c l u a e , o r lv n c n l so n l d n n d d s lc me t h a a d es c
靠 连接 的压型 钢板 围护 体 系 的建 筑 物 , 承 载 能 力 其
和 刚 度 均 大 于 按 裸 骨 架 计 算 的值 。这 种 因 围护 墙 体
在 自身 平 面 内的抗 剪能 力而 加强 结构 整体 工作 性 能 的效应 称 为受力 蒙 皮作 用 。考虑 受力 蒙皮 作用 不仪
能 节 省 材 料 和 T 程 造 价 , 能 反 映 结 构 的 真 实 工 作 还 性 能 , 高结 构 的 丌靠性 。 提 J
3 工 程 实 例
轻 钢 结 构建 筑体 系用 于 住 宅 建筑 , 发 达 国家 从
多 年 的 l 实 践 及 我 l 些 研 究 单 位 、 校 的 研 究 程 叫一 高 资 料 中 町知 , 建 筑 物 的 质 量 与 其 他 类 住 宅 通 体 其
系十 H比 H 减 轻 3 。 特 别 是 在 地 基 承 载 力 低 和 地 丁 0
r s ns h r c e i tc f s h s r ct r s ar c i e . e po e c a a t r s i s o uc t u u e e a qu r d
KEY W ORDS l h weg tse lrsd n e o sr cu es se ;l ht a g te os ;sr se k nda h a m :i t ih te e ie c ;c n tu t r y tm g i u ese l it tes d s i ip rg g g j

蒙皮效应对轻型门式刚架性能影响的分析

蒙皮效应对轻型门式刚架性能影响的分析
应用 还有一定 困难 。 因此 , 现行设 计规程 没有 明确 必 须考 虑蒙皮效 应 的规定 。
G 0 1- 2 0 { 弯薄壁 型钢结构 技术规 范》 B5 0 8 0 2 冷
规定 :当采用 不能 滑动 的连接件 连接 压型 钢板及 其
这种 肋板具 有与 深梁类 似 的力学性 能 ,其构造 具有 蒙皮效应 功能 , 可用来传 递板平 面 内的剪力 E。轻钢 3 3 结构 的蒙皮效应 常见作 用如下 : 1蒙 皮效 应可 取代或 部分 取代屋 盖 系统 的纵 向 ) 系杆 ( 压杆 )可减 少屋 面的横 向水 平支撑 。 ,
i T edf rn e ew e et oc ssw r o  ̄e n h f c fs i ip r g n l h- eg tg be t h i ee c sb t e nt w a e eec mp d a d teef t kn da h a mso i tw ih a ld . f h e o g
Ya gFa g ,, o e3Zh n i n n 1 Zh u W i, a g Ha 2
(. e at n fC vl n ier g T a j n tu eo r a ntu t n T a jn3 0 8 , 1D p rme t iiE gn e i , ini I s tt fU b nCo sr ci , ini 0 3 4 o n n i o C ia 2 S h o f i l n ie r g Ta j nv ri , ini 0 0 2C n ; . ulr hn ; . c o l v gn ei , in i U ies y Ta j 3 0 7 ,h a 3 B t o Ci E n n t n i e ( ini) n . Ta j 0 4 7 C n ) T a j /c, in i 3 0 5 , h a n n i

钢结构蒙皮效应

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,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★

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

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

浅谈蒙皮效应对有支撑山墙内力的影响

浅谈蒙皮效应对有支撑山墙内力的影响

浅谈蒙皮效应对有支撑山墙内力的影响蒙皮效应工作原理就是围护板与檩条或者是板与板之间通过不同的紧固材料连接起来,从而形成一系列隔板,这种隔板可以承受平面内的各种荷载作用。

在门式刚架结构中,屋面一般采用最多的是压型钢板。

但是,在设计轻型门式刚架结构过程中,设计师考虑的只是门架结构承担全部荷载,而完全没有考虑利用维护结构在平面内的承载能力[1]。

1. 设计荷载和建立模型1.1设计荷载我们就以长沙市的某轻工厂房为原型。

其刚架跨度为24米,柱距是6米,总共10榀刚架,总建筑面积为1300平方米。

柱的檐口高9米,屋顶坡度为1:15。

要求生产没有吊车,层面使用0.8毫米厚YX130-300-600的压型钢板。

门式刚架柱、梁、山墙抗风都使用焊接H型钢板。

刚架柱和山墙抗风柱共同使用H500×200×6×8.,刚架梁则采用H550×200×6×8,檩条、墙梁则使用冷弯薄壁槽钢C160×60×2.5。

将柱与基础为铰接,柱、梁节点处视为刚结。

这些材料都使用Q235钢材。

根据建筑结构荷载规范,同时不考虑积灰的荷载,长沙市的轻工厂房的基本风压为0.35kN/m2,基本雪压是0.45kN/m2,雪荷载标准值因为屋面的坡度而为1.0×0.45=0.45kN/m2。

在不同时考虑屋面活荷载和雪荷载情况下,就取两者之间的最大值。

1.2建立模型建立模型时,我们可以考虑布置山墙支撑从而方便分析山墙支撐对柱顶侧移的影响[2]。

2.计算数据分析2.1考虑蒙皮效应时山墙支撑对柱顶侧移的影响由于传统的工业厂房的山墙一般都不设支撑,所以一般在计算钢架构平面时不考虑蒙皮效应。

如果不考虑蒙皮效应,则山墙刚架构平面内有没有支撑对中间几榀刚架的侧移根本就没有影响,所以,刚架的刚度只是由其自身的情况决定的。

而在考虑蒙皮效应时,山墙本身的侧移则由42.38毫米增加到78.20毫米,其它中间榀刚架的侧移则都会有不同程度的减小,其减小的幅度也不是很大。

轻钢结构蒙皮效应及其应用

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。

38个钢结构设计问题,都很常见!

38个钢结构设计问题,都很常见!

38个钢结构设计问题,都很常见!1、门式刚架问答一看弯矩图时,可看到弯矩,却不知弯矩和构件截面有什么关系?答:受弯构件受弯承载力Mx/(γx*Wx)+My/(γy*Wy)≤f其中W 为截面抵抗矩根据截面抵抗矩可手工算大致截面2、就是H型钢平接是怎样规定的?答:想怎么接就怎么接, 呵呵. 主要考虑的是弯矩和/或剪力的传递. 另外, 在动力荷载多得地方, 设计焊接节点要尤其小心平接:3、“刨平顶紧”,刨平顶紧后就不用再焊接了吗?答:磨光顶紧是一种传力的方式,多用于承受动载荷的位置。

为避免焊缝的疲劳裂纹而采取的一种传力方式。

有要求磨光顶紧不焊的,也有要求焊的。

看具体图纸要求。

接触面要求光洁度不小于12.5,用塞尺检查接触面积。

刨平顶紧目的是增加接触面的接触面积,一般用在有一定水平位移、简支的节点,而且这种节点都应该有其它的连接方式(比如翼缘顶紧,腹板就有可能用栓接)。

一般的这种节点要求刨平顶紧的部位都不需要焊接,要焊接的话,刨平顶紧在焊接时不利于融液的深入,焊缝质量会很差,焊接的部位即使不开坡口也不会要求顶紧的。

顶紧与焊接是相互矛盾的,所以上面说顶紧部位再焊接都不准确,不过也有一种情况有可能出现顶紧焊接,就是顶紧的节点对其它自由度的约束不够,又没有其它部位提供约束,有可能在顶紧部位施焊来约束其它方向的自由度,这种焊缝是一种安装焊缝,也不可能满焊,更不可能用做主要受力焊缝。

4、钢结构设计时,挠度超出限值,会后什么后果?答:影响正常使用或外观的变形;影响正常使用或耐久性能的局部损坏(包括裂缝);影响正常使用的振动;影响正常使用的其它特定状态。

5、挤塑板的作用是什么?答:挤塑聚苯乙烯(XPS)保温板,以聚苯乙烯树脂为主要原料,经特殊工艺连续挤出发泡成型的硬质板材。

具有独特完美的闭孔蜂窝结构,有抗高压、防潮、不透气、不吸水、耐腐蚀、导热系数低、轻质、使用寿命长等优质性能的环保型材料。

挤塑聚苯乙烯保温板广泛使用于墙体保温、低温储藏设施、泊车平台、建筑混凝土屋顶极结构屋顶等领域装饰行业物美价廉的防潮材料。

蒙皮效应

蒙皮效应

蒙皮效应• 在垂直荷载作用下,坡顶门式刚架的运动趋势是屋脊向下、屋檐向外变形。

屋面板将与支撑檩条一起以深梁的形式来抵抗这一变形趋势。

这时,屋面板承受剪力,起深梁的腹板的作用。

而边缘檩条承受轴力起深梁翼缘的作用。

显然,屋面板的抗剪切能力要远远大于其抗弯曲能力。

蒙皮效应指的是蒙皮板由于其抗剪切刚度对于使板平面内产生变形的荷载的抵抗效应。

对于坡顶门式刚架,抵抗竖向荷载作用的蒙皮效应取决于屋面坡度,坡度越大蒙皮效应越显著;而抵抗水平荷载作用的蒙皮效应则随着坡度的减小而增加平屋顶建筑的受力蒙皮作用山形门式建筑的受力蒙皮作用板受剪区• 蒙皮单元由两榀刚架之间的蒙皮板、边缘构件和连接件及中间构件组成。

边缘构件是指两相邻的刚架梁和边檩条(屋脊和屋檐檩条),中间构件是指中间部位檩条。

刚架梁屋檐檩条屋面板屋脊檩条• 蒙皮效应的主要性能指标是强度和刚度。

蒙皮单元有以下三种强度破坏的可能性: • 边缘构件破坏• 边缘构件可能产生压弯失稳破坏或强度破坏,这类破坏属于脆性破坏,在实际工程中应尽量避免。

•蒙皮板的剪切屈曲•这也是一种脆性破坏,当荷载较大、钢板较薄或板型较差时可能发生,在实际工程中也应尽量避免。

•连接破坏•连接破坏包括板之间的连接破坏和板与边缘构件间的连接破坏。

板与檩条之间的连接在平行于檩条方向的破坏属于脆性破坏,其他破坏都属于延性破坏。

影响蒙皮单元刚度的因素主要有以下三个:•蒙皮板本身的变形刚度蒙皮板的变形包括板的拱褶扭曲变形(所谓的“手风琴”效应)和剪切变形。

•连接件的变形刚度•边缘构件的轴向变形刚度。

蒙皮效应理论

蒙皮效应理论

蒙皮效应理论.1 蒙皮技术的发展与应用多年来,国外在蒙皮技术的理论和应用性研究方面做了大量富有成效的工作。

20世纪五十年代初期美国的Corlell大学开始对蒙皮效应进行系统的研究,该校的Witer和Nilson研究小组进行了50个足尺寸的大型系统的受力蒙皮试验,阐明了不同板形、波高、板厚和板跨对受力蒙皮抗剪强度和柔度的影响及受力蒙皮总变形的组成等,为蒙皮作用研究和应用奠定了基础。

并在随后的几年里相继发布了关于轻钢龙骨结构体系的各种规范,在上一章节中已经有介绍。

在英美等国,考虑受力蒙皮作用效应的实际应用已有许多成功实例。

比较典型的有:上世纪60年代英格兰东南建筑师协会设计并建筑的考虑蒙皮效应的学校、办公楼建筑体系房屋;70年代建成的新修道院果菜市场(386m×68.6m)、比斯顿药厂(36m),诺丁汉郡女王大道工业仓库(14000m2),斯图加特体育场主看台挑棚结构及建于旧金山和洛山矶机场的波音747机库等。

而1983年匹斯堡采用蒙皮筒体建成54层、高222米、面积15.8万米2的文米隆银行大厦则开创了高层钢结构应用蒙皮技术的先河。

这些结构都是完全依靠屋面或者中间楼层板的蒙皮效应来保证结构的稳定性。

蒙皮效应在国内也有应用的工程实例,(1)汉口轧钢厂某厂房设计中部分考虑了压型钢板传递面内剪力的功能;(2)连云港市宋跳开发区的罗盖特公司厂房虽然在设计的时候没有考虑墙体的蒙皮效应,但在实际上取消屋面支撑,利用屋面蒙皮传递剪力,带了一定的经济效益;(3)由哈尔滨工业大学和北京银河金属结构工程有限责任公司联合研究设计的某汽修车间40米跨的厂房中,考虑了受力蒙皮作用,完全取消了支撑,除了压型钢板外的用钢量仅为24Kg/m2,取得了较好的经济效益。

.2 蒙皮效应的定义蒙皮这一结构概念来源于汽车、飞机和船舶行业,利用其壳面内的刚度和强度,抵抗侧向荷载,充分降低结构自重。

在上世纪五十年代,国外把它引入到建筑结构领域。

轻钢结构蒙皮效应及其应用

轻钢结构蒙皮效应及其应用
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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
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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
Ab t a t I i h — a g t e t u t r c r u a e t e h e a e r la t h t e r me t — s r c : n a l tg u e s e l r c u e, o r g t d s e l e tc n b a d wih t e s e l a o g s s o f
将使 轻钢结 构设 计更科 学性 。
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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。

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荷载(如来自轻轨道式吊车的荷载),
但不能用于承担永久性外荷载。

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,只能用作为抗剪隔板抵抗其平面内的位移;
2)这种隔板必须有纵向边缘构件,以承担由于隔板作用引起的翼缘力;
3)屋面板平面内的力,应通过支撑系统、其他蒙皮隔板或抗侧移方法传至基础;
4)应采用适当的连接将隔板中的力传至主刚架,隔板应与起翼缘作用的边缘构件相连;
5)面板作为受力构件处理时,不得将其随意拆除;
6)对房屋的各项技术要求,均应考虑到该建筑物的设计利用了应力蒙皮作用。

在有可靠的资料时,门刚规程允许有限制性的利用蒙皮效应。

面板仅考虑面板平面内的作用,与实际情况比较吻合。

3作用
满足以上条件,蒙皮效应可以用来传递板平面内的水平力,在设计中加以利用,蒙皮效应的作用如下:
1)在门式刚架中的屋面板用于抵抗山墙抗风柱传来的水平荷载,将其传递至檐口处,再通过墙面蒙皮效应或支撑传至基础。

2)门式刚架中山墙面,利用墙板抗剪蒙皮作用后,可将山墙面框架设计成排架且不加柱间支撑(墙面开洞面积过大则除外)。

3)在竖向重力作用下,屋面檩条会产生侧弯曲和扭转变形,通过连接在檩条上的板,将消除此变位,面板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。

4)板平面内有足够刚度可对檩条上翼缘形成侧向约束,减少了檩条的稳定计算长度,大大提高了檩条的稳定承载能力。

5)屋面蒙皮使各个平面刚架连成整体空间结构,减少刚架侧移。

当檐口较高,由柱顶侧移控制结构计算时,可带来经济效益。

总之,蒙皮效应使得各平面的刚架组合在一起,形成了具有空间刚度的和稳定的建筑,可取代或部分取代屋盖系统支撑间的纵向系杆,可减少屋面的横向水平支撑,有很好的经济效益;将山墙框架设计成全部简支的小排架,且不设柱间支撑,对于边墙,如果门窗开洞数量多,使蒙皮效应大大减弱,此时,可全部由柱间支撑抵抗纵向水平荷载;可省去檩条上翼缘拉条系统的设置,带来一定经济效益;在檐口较高、由刚架侧移控制设计时,可减小刚架侧移,从而减少用钢量。

在垂直荷载作用下,坡顶门式刚架的运动趋势是屋脊向下、屋檐向外变形。

屋面板将与支撑檩条一起以深梁的形式来抵抗这一变形趋势。

这时,屋面板承受剪力,起深梁的腹板的作用。

而边缘檩条承受轴力起深梁翼缘的作用。

显然,屋面板的抗剪切能力要远远大于其抗弯曲能力。

所以,蒙皮效应指的是蒙皮板由于其抗剪切刚度对于使板平面内产生变形的荷载的抵抗效应[26][28][29]。

对于
坡顶门式刚架,抵抗竖向荷载作用的蒙皮效应取决于屋面坡度,坡度越大蒙皮效应越显著;而抵抗水平荷载作用的蒙皮效应则随着坡度的减小而增加。

4蒙皮单元
构成整个结构蒙皮效应的是蒙皮单元。

蒙皮单元由两榀刚架之间的蒙皮板、边缘构件和连接件及中间构件组成。

边缘构件是指两相邻的刚架梁和边檩条(屋脊和屋檐檩条),中间构件是指中间部位檩条。

蒙皮效应的主要性能指标是强度和刚度。

蒙皮单元有以下三种强度破坏的可能性:1.边缘构件破坏
边缘构件可能产生压弯失稳破坏或强度破坏,这类破坏属于脆性破坏,在实际工程中应尽量避免。

2.蒙皮板的剪切屈曲
这也是一种脆性破坏,当荷载较大、钢板较薄或板型较差时可能发生,在实际工程中也应尽量避免。

3.连接破坏
连接破坏包括板之间的连接破坏和板与边缘构件间的连接破坏。

板与檩条之间的连接在平行于檩条方向的破坏属于脆性破坏,其他破坏都属于延性破坏。

影响蒙皮单元刚度的因素主要有以下三个:
1.蒙皮板本身的变形刚度
蒙皮板的变形包括板的拱褶扭曲变形(所谓的“手风琴”效应)和剪切变形。

2.连接件的变形刚度
3.边缘构件的轴向变形刚度
一般而言,中间构件对蒙皮单元的剪切刚度影响不大,但对强度影响较大。

在屋面板型选中后,连接件和边缘构件直接影响了蒙皮单元的抗剪刚度和强度。

5应用问题
由于蒙皮效应,实际轻型钢结构建筑中,压型钢板在宏观上参与了受力,为刚架构件分担了一部分外荷载,同时在有良好连接的情况下为这些构件提供了很好的侧向约束和扭转约束,改善了结构的受力条件。

特别对于受稳定控制的薄壁刚架构件和檩条构件,蒙皮效应尤为显著。

然而,由于蒙皮效应的机理和作用条件及效果十分复杂,在实际工程设计中定量地应用蒙皮效应还有一定困难。

所以,现行设计规程没有明确给出利用蒙皮效应的条款,所有设计计算公式都忽略了蒙皮效应,只是规定在有充分依据的条件下可以考虑蒙皮效应。

然而,必须注意的是,设计中无论是否考虑蒙皮效应,蒙皮效应客观上都是存在的。

例如,现行轻型钢结构设计规程对水平位移的限制是很宽的,但实际上结构的实测值总是远小于计算值;而实际工程中也发生过屋面压型钢板在正常工作荷载下率先发生破坏的工程事故。

所以,忽略蒙皮效应的设计方法有时能得到偏于安全的结果,有时又恰恰相反。

考虑蒙皮效应的设计方法并不仅仅具有经济上的意义,更重要的是可以使结构的设
计工作状态与实际工作状态更加一致。

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