轻型钢结构蒙皮效应的分析与工程应用

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1、天津大学硕士学位论文轻型钢结构蒙皮效应的分析与工程应用姓名：董继军申请学位级别：硕士专业：建筑与土木工程指导教师：陈志华;尚奎杰20090801中文摘要蒙皮效应是指通过在建筑物的表面覆盖材料(屋面板和墙板)以利用其刚度和强度对建筑物整体刚度产生的加强作用。蒙皮效应在轻型钢结构建筑中的应用在欧、美等国家比较成熟，而国内研究还并不完善。本文对蒙皮效应从研究背景、国内外的研究发展现状、受力机理、计算与构造等开展以下几个方面的研究。钢结构建筑在使用功能、设计、施工以及综合经济方面比其它结构都具有优势。轻钢结构更是施工周期短、抗震性能

2、好、综合经济效益高，而轻钢结构建筑中普遍存在着蒙皮效应。我国对于蒙皮效应的研究和应用还处在起步阶段，国家规范还不完善。概述欧洲和美国对蒙皮效应的研究成果，介绍蒙皮效应的受力机理，考虑蒙皮效应建筑合理的结构形式、荷载分配方式、适用条件和制约因素。细述应力蒙皮结构的类型和设计准则。介绍蒙皮效应的计算理论，对应力蒙皮效应的受力原理进行分析，介绍国外规范中蒙皮效应的实际计算方法和设计表达式，对于特殊结构形式或节点、连接件、紧固件(自攻螺丝)、接头等用实体试验来分析验证，得出具体数据，作为设计的依据。采用有限元软件SAP2000对钢结

3、构压型钢板轻型屋面的应力蒙皮效应进行理论计算分析，通过分析水平力(由风荷载产生)在屋面压型钢板内产生的应力分布情况，以及边缘构件的内力分布情况，得到压型钢板轻型屋面应力蒙皮效应的一般规律，为实际工程的蒙皮效应分析提供了理论依据。通过汽车特约销售服务店项目，说明利用蒙皮效应进行工程设计的具体步骤，给出轻钢结构屋面体系蒙皮效应的计算方法并设计相应的节点。对考虑蒙皮效应与不考虑蒙皮效应的结构进行计算分析及设计结果比较，比较蒙皮效应对主体结构受力性能、对维护结构、对于用钢量的影响。最后，提出轻型钢结构蒙皮效应若干有待进一步深入研究的

4、课题，并对其发展形势进行展望。关键词：蒙皮效应应力蒙皮结构计算公式屋面板边缘构件紧固件ABSTRACTThediaphragmeffectreferstothesurfacecoveredinbuildingmaterials(roofandwall)ofstiffnessandstrengthtostrengthenoverallrigidityofbuildings．ThediaphragmeffectinapplicationoflightsteelstructurebuildinginEurope，theUnited

5、Statesandothercountries，anddomesticresearchcomparativelymatureisnotperfect．Thispaperfromtheresearchbackground，thediaphragmeffectofresearchanddevelopmentpresentsi讥afion,theworkingmechanism，thecalculationandthestructureinthefollowingseveralaspectsoftheresearch．Steels

6、tructurebuildingintheusefunction,design，constructionandcomprehensiveeconomicadvantagesthanotherstructures．Lightsteelstructureisconstructionperiodisshort，thegoodseismicperformance，higheconomicbenefit，andlightsteelstructurebuildingdiaphragmeffectexist．Ourforthediaphr

7、agmeffectofresearchandapplicationisstillatthebeginning，thenationalstandardisnotperfect．ReferenceinEuropeandtheUnitedStatesonthediaphragmeffect，introducestheresearchresultsofthecomputationtheory,thediaphragmeffectofstressthediaphragmmechanicalprincipleisanalysed，int

8、roducedinthepracticalcalculationmethoddiaphragmapplicableconditionsandfactors，isintroduced，andthetypeofstructurestressefficiencydesignexpression,