蒙皮支撑连续檀条在风吸力下的力学性能研究

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随着大规模轻钢结构的兴建,檩条作为一种冷弯薄壁型钢构件,在工程中得到了广泛应用。作为简支构件,檩条与屋面板(如各种型号的压型钢板)通过自攻螺钉相连。在风吸力作用下,蒙皮对檩条受拉上翼缘的约束不仅可以减小其变形,而且还可以提高檩条的承载力。长期以来,人们对蒙皮对简支檩条的约束作用展开过激烈的研究,并取得了一些成果,但对连续檩条的研究却相对欠缺。由于连续檩条在跨度较大、所受外荷载较大的情况下具有一定的经济效果,有着广泛的推广应用潜力。因此,开展对风吸力下蒙皮连续檩条的力学性能研究,具有一定的工程参考价值。   本文首先对风吸力下三种不同截面形式、不考虑蒙皮作用的简支檩条进行了受力分析,并借助大型有限元软件ANSYS进行了有限元分析,验证了有限元法用于分析薄壁构件的可行性,然后对连续檩条和简支檩条的稳定承载力进行了比较。   最后在现有连续檩条试验的基础上,针对试验模型建立了蒙皮支撑连续檩条体系的有限元模型,并进行了有限元分析,通过与试验结果的对比,验证了有限元模型的有效性。再经过对有限元模型的修改,对拉条和蒙皮的作用进行了探讨,指出拉条可以有效地限制檩条的扭转变形,蒙皮则不仅可以显著地限制檩条的弯曲和扭转变形,还可以使檩条处于一种较低的应力水平,从而提高了承载力。此外,由于基于壳体理论建立的有限元模型不包含刚周边假定,造成檩条的截面出现了一种特殊的变形形式——畸变。
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