潘立程等：考虑受力蒙皮作用的除尘器壳体墙板的承载性能 ·1339· 135.48 -80.65 -25.82 29.00 83.83 -108.06 53.24 1.59 56.42 111.24 墙板剪应力值/N·mm 图6剪压破坏时的墙板局部剪应力分布云图 Fig.6 Local shear stress distribution in the wallboard for shear-compression failure 不高时(P。/P,=0~0.65),墙板发生受剪破坏，墙板 的承载力随着立柱受载水平提高有很小量的降幅，曲 线基本呈现为一条水平线.当立柱受载水平提高到一 墙板压力值/N·mm-) 定值(P。/P,=0.65~0.75),墙板发生剪压破坏，墙 -228.42 -20169 板承载能力随着立柱受载水平的提高而减小.进一步 -174.97 -148.25 提高立柱受载水平(P/P,=0.75~0.95),墙板发生 -1)192 -94.80 受压破坏，其承载力随着立柱受载水平提高而显著减 -68.07 小.此外，由图3可见，墙板抵抗屈曲变形的刚度随着 4135 -14.63 212.10 立柱受载水平的增大而减小.立柱受载水平较低时， 墙板不需要为立柱分担荷载，主要承受板顶均布荷载， 且立柱作为墙板边界，其约束能力很强，因此墙板承载 图7剪压破坏时的墙板整体压应力分布云图 能力较高.立柱受载水平较高时，墙板明显为立柱分 Fig.7 Global compressive stress distribution in the wallboard for 担荷载，承受板顶与两侧荷载，且立柱濒临破坏，刚性 shear-compression failure 减弱，其对墙板约束能力也减弱，因此墙板承载能力 较低. 2.4立柱受载水平对墙板承载力的影响 当立柱受载水平变化时，墙板上出现的最大剪应 3 结构参数对墙板承载能力的影响 力和压应力变化曲线如图8所示.立柱受载水平较低 构建模型组1：立柱截面为H200mm×200mm×8 时发生受剪破坏，剪应力达到屈服，压应力不大.立柱 mm×12mm,H=17460mm,W=5130mm,t=6mm,s= 受载水平较高时发生受压破坏，压应力达到屈服，剪应 1000mm,d=3000mm.模型组2：H250mm×250mm×9 力不大.随着立柱受载水平提高，破坏时的剪应力逐 mm×14mm,H=25460mm,W=5800mm,t=8mm,s= 渐减小，压应力逐渐增大 1600mm,d=3200mm.考察各参数对对墙板承载能力 250 的影响时，除待考察变量外，其余构造与几何尺寸保持 ◆墙板上最大压应力值 墙板上最大剪应力值 200 不变. 3.1墙板厚度的影响 150 不同墙板厚度时模型组墙板承载力随立柱受载水 平的变化曲线如图9所示.由图可见，在相等立柱受 载水平时，随着墙板厚度减小墙板承载力明显降低 50 由前述分析可知，不论破坏时立柱的受载水平如何，由 受剪破坏 剪压破坏一 受压破坏 于初始缺陷的存在，墙板在加载初期就会发生屈曲，随 0% 0.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0 立柱受载水平，PP 着屈曲的发展，板件中央区域退出工作，荷载主要由靠 近与立柱连接边的墙板承担，最后的破坏源于这些区 图8不同立柱受载水平时的的最大剪应力和最大压应力发展 域墙板的屈服.当墙板的厚度减小，其抵抗屈曲的能 趋势 力减小，对应屈曲发生的荷载更小，后屈曲性能更差， Fig.8 Development of maximum shear stress and compressive stress in the wallboard under different column loading levels 因此墙板的极限承载能力降低.当板厚较小(t=4mm 和6mm),受剪破坏时墙板承载力随着立柱受载水平 立柱受载水平变化时，墙板极限承载力变化曲线 的提高基本不变.当板厚较大(t=8mm),受剪破坏时 如图9(a)所示（对应t=6mm情况）.当立柱受载水平 墙板承载力随着立柱受载水平的提高而减小.潘立程等: 考虑受力蒙皮作用的除尘器壳体墙板的承载性能 图 6 剪压破坏时的墙板局部剪应力分布云图 Fig． 6 Local shear stress distribution in the wallboard for shear--compression failure 图 7 剪压破坏时的墙板整体压应力分布云图 Fig． 7 Global compressive stress distribution in the wallboard for shear--compression failure 2. 4 立柱受载水平对墙板承载力的影响 当立柱受载水平变化时，墙板上出现的最大剪应 力和压应力变化曲线如图 8 所示． 立柱受载水平较低 时发生受剪破坏，剪应力达到屈服，压应力不大． 立柱 受载水平较高时发生受压破坏，压应力达到屈服，剪应 力不大． 随着立柱受载水平提高，破坏时的剪应力逐 渐减小，压应力逐渐增大． 图 8 不同立柱受载水平时的的最大剪应力和最大压应力发展 趋势 Fig． 8 Development of maximum shear stress and compressive stress in the wallboard under different column loading levels 立柱受载水平变化时，墙板极限承载力变化曲线 如图9( a) 所示( 对应 t = 6 mm 情况) ． 当立柱受载水平 不高时( Pc，cr /Pcy = 0 ～ 0. 65) ，墙板发生受剪破坏，墙板 的承载力随着立柱受载水平提高有很小量的降幅，曲 线基本呈现为一条水平线． 当立柱受载水平提高到一 定值( Pc，cr /Pcy = 0. 65 ～ 0. 75) ，墙板发生剪压破坏，墙 板承载能力随着立柱受载水平的提高而减小． 进一步 提高立柱受载水平( Pc，cr /Pcy = 0. 75 ～ 0. 95) ，墙板发生 受压破坏，其承载力随着立柱受载水平提高而显著减 小． 此外，由图 3 可见，墙板抵抗屈曲变形的刚度随着 立柱受载水平的增大而减小． 立柱受载水平较低时， 墙板不需要为立柱分担荷载，主要承受板顶均布荷载， 且立柱作为墙板边界，其约束能力很强，因此墙板承载 能力较高． 立柱受载水平较高时，墙板明显为立柱分 担荷载，承受板顶与两侧荷载，且立柱濒临破坏，刚性 减弱，其对墙板约束能力也减弱，因此墙板承载能力 较低． 3 结构参数对墙板承载能力的影响 构建模型组 1: 立柱截面为 H200 mm × 200 mm × 8 mm × 12 mm，H = 17460mm，W = 5130 mm，t = 6 mm，s = 1000 mm，d = 3000 mm． 模型组2: H250 mm × 250 mm × 9 mm × 14 mm，H = 25460 mm，W = 5800 mm，t = 8 mm，s = 1600 mm，d = 3200 mm． 考察各参数对对墙板承载能力 的影响时，除待考察变量外，其余构造与几何尺寸保持 不变． 3. 1 墙板厚度的影响 不同墙板厚度时模型组墙板承载力随立柱受载水 平的变化曲线如图 9 所示． 由图可见，在相等立柱受 载水平时，随着墙板厚度减小墙板承载力明显降低． 由前述分析可知，不论破坏时立柱的受载水平如何，由 于初始缺陷的存在，墙板在加载初期就会发生屈曲，随 着屈曲的发展，板件中央区域退出工作，荷载主要由靠 近与立柱连接边的墙板承担，最后的破坏源于这些区 域墙板的屈服． 当墙板的厚度减小，其抵抗屈曲的能 力减小，对应屈曲发生的荷载更小，后屈曲性能更差， 因此墙板的极限承载能力降低． 当板厚较小( t = 4 mm 和 6 mm) ，受剪破坏时墙板承载力随着立柱受载水平 的提高基本不变． 当板厚较大( t = 8 mm) ，受剪破坏时 墙板承载力随着立柱受载水平的提高而减小． ·1339·