轻钢别墅蒙皮效应，这样跟您说
蒙皮这一结构概念来源于汽车、飞机和船舶行业,利用其壳面内的刚度和强度,抵抗侧向荷载,充分降低结构自重。在上世纪五十年代,国外把它引入到建筑结构领域。简而言之蒙皮效应就是利用建筑物表面覆盖的材料本身的强度和刚度对建筑物的整体刚度起到加强作用,这种力学上的加强作用就是蒙皮效应。
这种作用能提高墙体的抗剪刚度和承载力,产生了和薄壁深梁效应一样的抗剪承载力的作用。当考虑这种作用时,不仅能降低材料的耗损，还能减少安装费用，提高工程的建设经济效益和施工效率。
冷弯簿壁型钢结构中蒙皮效应的工作机理简要描述如下:围护板(既蒙皮板)与墙架结构框架之间通过足够可靠且变形较小的连接件连接起来,组合成一个以框架作为支撑的蒙皮板和墙架组合结构,使得结构的刚度增大。使得该种组合结构能够更好的来吸收结构平面内所受到的能量,抵抗在整个结构受力平面内的剪力等各种荷载的作用。
传力途径正确
在钢结构体系中必须设置足够的结构构件和连接件,确保结构传力途径的正确。即应保证蒙皮板上的应力蒙皮作用能够传递到钢框架结构上,最后传递给基础;
确保结构中相邻面板之间的接缝采用焊接、铆接或自攻螺栓等紧固件固定,且在使用期间内紧固件不得松动或拔出,在板材撕裂前不得出现剪切破坏;
每块面板的两端均应直接固定在支撑构件上,其固定方法可以采用焊接或者通过自攻螺栓、射钉和螺栓连接等,且在使用期间内紧固件不得松动、拔出,在板材撕裂前不得出现剪切破坏;
沿着蒙皮板跨度方向,所有的蒙皮板均应设置具有足够强大的边缘构件,同时还应保证其连接的节点的强度,承担蒙皮作用产生的翼缘内力。在实际应用中还应注意：仅考虑蒙皮作为梁腹板的抗剪作用时,可以忽略其弯曲变形；规定的设计构造要求应与试验条件相同。在设计中一旦考虑蒙皮效应,就要保证其作用环境,视为整体结构的作用构件,不得随意拆除。
蒙皮板单独作用
低层、平屋顶结构是蒙皮板单独作用的典型结构,梁柱间为铰接,结构的稳定完全依靠屋顶与中间层楼板的隔板作用。目前在欧洲,这种结构是受力蒙皮结构的最常见形式,也是许多房屋建筑体系的基本组成部分。这类结构不仅取消掉屋顶平面内的抗风支撑,由于体系的简化、构件数日的减少和节点细部构造。这种结构可能比其它结构形式更加经济。
在这种结构中,蒙皮板与框架共同承担荷载,从而可以节省框架结构的材料。通常以下几种情况下应优先考虑蒙皮效应：
① 柱的设计由侧向荷载控制的系杆式门架结构；
② 较高的坡屋顶框架,特别是内部设有吊车而要求严格控制屋檐标高位移的框架；
③ 在框架设计时,无论考虑与否其山墙框架与中间框架的相对变形会引起蒙皮结构中较大内力的较高的矩形框架形式房屋建筑；
④ 承担侧向集中荷载作用的结构。受力蒙皮作用在将这种集中荷载分散传递给相邻框架时特别有效；