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鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中的蒙皮效應(yīng)是什么?
在垂直荷載作用下,坡頂門式剛架的運動趨勢是屋脊向下、屋檐向外變形。屋面板將與支撐檁條一起以深梁的形式來抵抗這一變形趨勢。這時,屋面板承受剪力,起深梁的腹板的作用。尤其在北方能減少冰霜及受冰霜影響的泥土結(jié)凍等情況的出現(xiàn),控制地面凍脹的情況,有效阻隔地氣免于濕氣破壞等。而邊緣檁條承受軸力起深梁翼緣的作用。顯然,屋面板的抗剪切能力要遠遠大于其抗彎曲能力。所以,蒙皮效應(yīng)指的是蒙皮板由于其抗剪切剛度對于使板平面內(nèi)產(chǎn)生變形的荷載的抵抗效應(yīng)[26][28][29]。對于坡頂門式剛架,抵抗豎向荷載作用的蒙皮效應(yīng)取決于屋面坡度,坡度越大蒙皮效應(yīng)越顯著;而抵抗水平荷載作用的蒙皮效應(yīng)則隨著坡度的減小而增加。
構(gòu)成整個結(jié)構(gòu)蒙皮效應(yīng)的是蒙皮單元。蒙皮單元由兩榀剛架之間的蒙皮板、邊緣構(gòu)件和連接件及中間構(gòu)件組成,如圖2-6所示。邊緣構(gòu)件是指兩相鄰的剛架梁和邊檁條(屋脊和屋檐檁條),中間構(gòu)件是指中間部位檁條。 蒙皮效應(yīng)的主要性能指標是強度和剛度。
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鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計時,為什么要采用二階彎矩,二階彈塑性分析?
對很多結(jié)構(gòu),常以未變形的結(jié)構(gòu)作為計算圖形進行分析,所得結(jié)果足夠準確。此時,所得的變形與荷載間呈線性關(guān)系,這種分析方法稱為幾何線性分析,也稱為一階(First Order)分析。而對有些結(jié)構(gòu),則必須以變形后的結(jié)構(gòu)作為計算依據(jù)來進行內(nèi)力分析,否則所得結(jié)果誤差就較大。從表面看起來這兩點似乎沒有什么高深的理論,但要真正掌握,而且在設(shè)計中能融會貫通,絕非短時間一蹴而就之事。這時,所得的變形與荷載間的關(guān)系呈非線性分析。這種分析方法稱為幾何非線性分析,也稱為二階(Second Order)分析。以變形后的結(jié)構(gòu)作為計算依據(jù),并且考慮材料的彈塑性(材料非線性)來進行結(jié)構(gòu)分析,就是二階彈塑性分析。
以鋼材制作為主的結(jié)構(gòu),是主要的建筑結(jié)構(gòu)類型之一。鋼材的特點是強度高、自重輕、剛度大,故用于建造大跨度和超高、超重型的建筑物特別適宜;材料勻質(zhì)性和各向同性好,屬理想彈性體,符合一般工程力學(xué)的基本假定;材料塑性、韌性好,可有較大變形,能很好地承受動力荷載。新鋼標全新引入了截面板件寬厚比等級的概念,但在截面等級的理解及實際設(shè)計應(yīng)用上,存在不少疑問。
近審查的鋼結(jié)構(gòu)圖紙較多,發(fā)現(xiàn)施工圖鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計說明和計算書中依據(jù)的許多規(guī)范已廢止,原因大概有二種,一是采用的計算軟件版本過低,軟件本身采用舊規(guī)范,二是鋼結(jié)構(gòu)說明直接套用別人的舊說明,設(shè)計人員未及時更新。