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随着钢结构事业的蓬勃发展和钢材价格的持续上涨,使得挖掘结构自身承载力潜能的要求越来越迫切。在轻钢结构中,压型钢板通过连接件与相应的檩条相连。充分考虑蒙皮作用的效应,不仅能真实反映蒙皮板与金属骨架间的实际工作状况,还能带来可观的经济效益。而檩条系统是整个屋面蒙皮系统的重要组成部分,如何深入而准确地研究檩条与蒙皮板间的共同工作状况及檩条受蒙皮板约束后的承载力等问题,对最终定量地研究整个蒙皮系统的真实效应具有重要的研究价值。
本文从实际工程中对檩条设计的角度出发,通过足尺试验模型和有限元模型的分析,重点研究了在风吸力作用下蒙皮支撑冷弯薄壁型连续钢檩条的稳定承载力,及对蒙皮支撑连续檩条在正常使用和极限承载力状态下的整体受力情况及传力路径。
在前人研究的基础上,本文利用大型有限元程序ANSYS,建立了更加符合实际连接状况(非线性弹簧单元模拟自攻螺钉)的有限元模型。并与本文中足尺试验模型的失稳模式、荷载一位移曲线走势、连接强度以及连接刚度的规律等相对比,从而验证了有限元模型的合理性、有效性及适用性。
最后,本文通过试验模型实测结果与有限元模型计算结果的对比,得出了蒙皮支撑连续檩条可以作为减小钢梁受压上翼缘自由长度的侧向支撑;隅撑作为钢梁的侧向支撑作用是通过檩条与压型钢板来共同作用实现等不同于现行设计规范的结论。