[发明专利]蒙皮局部应用于桁架组合结构及其安全性的分析测算方法

权利要求书

1.一种蒙皮局部应用于桁架上的组合结构，包括桁架和檩条，其特征是：在所述桁架的上表面上或者在所述桁架的下表面上铺设有蒙皮钢板，所述檩条位于所述蒙皮钢板的上方。

2.根据权利要求1所述的蒙皮局部应用于桁架上的组合结构，其特征在于：所述的蒙皮钢板通过角焊缝或者熔透焊或者螺栓连接方式连接在所述桁架上。

3.根据权利要求2所述的蒙皮局部应用于桁架上的组合结构，其特征在于：当蒙皮钢板在自重作用下的挠度超过1/500的跨度时，在所述蒙皮钢板的上表面或者下表面上增设加劲板，并沿蒙皮钢板的跨度方向间隔排列，所述加劲板的两端与桁架相连接。

4.根据权利要求1所述的蒙皮局部应用于桁架上的组合结构，其特征在于：所述蒙皮钢板通过自攻、自钻螺丝或热熔销钉、螺栓与桁架上的构件连接。

5.根据权利要求1～4任一项所述的蒙皮局部应用于桁架上的组合结构，其特征在于：铺设有蒙皮钢板的桁架的应力减小幅度大于或者等于20％或者变形减小幅度大于或者等于20％。

6.一种根据权利要求1所述蒙皮局部应用于桁架上的组合结构方式之安全性的分析测算方法，其特征在于是在有限元模拟平台上进行分析计算，具体包括以下步骤：

(1)原始数据采集：采集建立桁架体系所需的数据；

(2)将原始数据输入有限元模拟系统中，建立起桁架体系的结构有限元模型；

(3)对桁架体系进行应力测算、分析，当桁架体系上的某区域无法满足受力及变形要求时，得出需要铺设蒙皮钢板的区域；

(4)在步骤(3)获得的未满足受力或变形要求的桁架区域上设置蒙皮钢板，将组成蒙皮钢板的钢板单元的厚度、钢板单元的数量和区域大小的初始数据输入结构有限元模型中，其中，蒙皮钢板采用结构有限元模型中的二维单元进行模拟，建立蒙皮钢板的计算机三维初始力学模型；

(5)在有限元模拟平台上对蒙皮钢板的三维初始力学模型进行分析计算，测算在设置了所述蒙皮钢板区域的桁架体系是否满足了受力及变形要求；

a)如满足了要求，所选的蒙皮钢板的厚度即作为确定的蒙皮数据进入步骤(7)；

b)如未满足要求，则进入步骤(6)；

(6)调整钢板单元的厚度，输入结构有限元三维力学模型中，修正三维力学模型，再次测算在设置了所述蒙皮钢板区域的桁架体系是否满足了受力及变形要求；

a)如满足了要求，所选的蒙皮钢板的厚度即作为确定的蒙皮数据进入步骤(7)；

b)如未满足要求，重复步骤(6)；

即在步骤(6)中反复调整蒙皮钢板的厚度可以使桁架体系满足受力及变形要求为止，最终确定蒙皮钢板的厚度；

(7)计算分析蒙皮钢板的von-Mises等效应力，查看蒙皮钢板是否满足受力及变形要求；

a)如满足了要求，进入步骤(8)；

b)如未满足要求，重复步骤(6)；

(8)根据von-Mises等效应力结果、蒙皮钢板与桁架主体结构、屋面板结构的关系来确定不同应力区域的蒙皮钢板与桁架体系的连接方式。

(9)将计算所得的结果输出。

7.根据权利要求6所述的分析测算方法，其特征在于：在所述步骤(4)中，所述二维单元为壳单元或者板单元。

8.根据权利要求7所述的分析测算方法，其特征在于：所述钢板单元的外缘轮廓与其固定在桁架体系上相应的框架形状相吻合。

9.根据权利要求8所述的分析测算方法，其特征在于：在完成步骤(8)之后，测算分析蒙皮钢板的应力及蒙皮钢板与桁架体系的连接强度是否满足受力要求，其中，测算蒙皮钢板与桁架体系的连接强度即指测算蒙皮钢板与桁架体系之间连接结构的强度；

a)当满足要求，转入步骤(9)；

b)当不满足要求，重复步骤(6)。

10.根据权利要求6所述的分析测算方法，其特征在于：所述步骤(1)中的原始数据采集是指：将预定的或者已经建好的桁架体系的构件、结构跨度、截面形式、荷载参数、材料、边界条件数据输入有限元模拟系统中。