大型金属雕像结构考虑型面蒙皮效应的结构性能研究

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大型金属雕像结构体型巨大,蒙皮效应明显。考虑蒙皮效应将能更准确全面地把握雕像结构的受力状态,也将带来可观的经济效益。  本文在前人理论分析的基础上,通过构建层模型、整体简化模型以及借鉴工程实例,研究了雕像结构与传统结构蒙皮效应的差异,提出蒙皮“外挂”与“内贴”的概念,分析了金属雕像结构蒙皮效应的影响因素,考察了有蒙皮体系与无蒙皮体系在多遇地震作用下的动力性能,评估了金属雕像结构考虑蒙皮效应后的经济性能。  首先,通过ABAQUS软件研究了蒙皮肋对蒙皮壁板刚度的贡献,结果表明采用种钉连接的蒙皮肋,可显著增强蒙皮壁板平面外的刚度和稳定性。  其次,采用SAP2000软件先后建立层模型、整体简化模型,探讨了影响蒙皮效应的若干因素,包括蒙皮肋条、连接方式、厚度、副支架密度、曲率与褶皱、蒙皮材质等,以及蒙皮对主刚架的约束效应,分析结果表明曲率与褶皱是影响蒙皮效应的最主要因素。  接着,针对工程实例分别采用反应谱法和时程分析法,对比了考虑与不考虑蒙皮效应时雕像主刚架的动力响应。结果表明,考虑蒙皮效应时结构主刚架的应力与变形都显著减小了。  最后,通过工程实例进行经济分析。考虑蒙皮效应后,在确保不降低结构安全度的前提下,通过优化主刚架的构件截面、减薄蒙皮壁板的厚度,可降低工程造价约25%。
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