轻型钢结构蒙皮效应的动力特性分析

来源 :华北水利水电大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:boge66
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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。我国轻型钢结构建筑发展地非常迅速,应用范围也不断地在扩大,建国以来,我国现在正处于轻型钢结构建筑发展的最好时期。  蒙皮效应的研究方法一般有试验法、简化分析法和计算机数值模拟法三种。从我国现行的钢结构设计规范来看,在实际工程设计中并未明确给出考虑蒙皮效应的结构设计方法,这不但不能真实地反映结构的受力性能,在经济上也是相当大的损失。因此,研究蒙皮效应对结构的影响,得出蒙皮构件在结构中的合理布置方式,从而充分发挥蒙皮效应在结构中的作用具有十分重要的意义。  本文主要在前人对静力荷载作用下轻钢结构的蒙皮效应研究的基础上,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。在建立模型时,框架采用的是冷弯薄壁型钢刚架,故用BEAM188单元来模拟,蒙皮板的有限元模型采用SHELL181单元来模拟,连接件的有限元模型采用线性弹簧单元COMBIN14来模拟。在考虑地震作用时,地震波选取3条,即2条天然地震波和1条拟合目标谱的人工地震波,本文中的天然地震波分别取El-centro波、天津波,人工地震选取上海波。本文分析了复合材料蒙皮板对轻钢结构的影响,地震烈度为8度。另外,计算分析了复合材料蒙皮板在不同厚度、不同布置位置时对轻钢结构动力特性的影响。  另外本文中有一些理想化的假设,在模拟分析中没有考虑蒙皮之间的连接、蒙皮洞口大小、施工荷载以及温度荷载对整体结构的影响,这些问题都是在今后的研究中亟待解决的。
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