蒙皮效應：揭秘輕鋼“輕”卻“力大無窮”的秘密

什么是蒙皮效應

一般認為的蒙皮效應是指在建筑物的表面覆蓋材料（屋面板和墻板）利用本身的剛度和強度對建筑物整體剛度的加強作用。

它是在縱橫肋上蒙上金屬薄板而形成的帶肋薄殼結構，蒙皮與肋共同工作，蒙皮自身在其平面內(nèi)具有很大的拉、壓和剪切強度，且由于有肋的作用，蒙皮不會失穩(wěn)。蒙皮結構具有較大承載力及剛度，而自重卻很輕。

輕鋼結構如何體現(xiàn)蒙皮效應

蒙皮效應的結構概念來自于飛機和輪船行業(yè)，輕鋼結構的蒙皮效應是指把骨架用特定的結構板（OSB板、硅酸鈣板等）蒙起來，形成一層蒙皮，所產(chǎn)生的力學效果叫蒙皮效應。

從3個方面進行蒙皮效應的力學效果：

1、只有骨架的情況下

2、在骨架內(nèi)部加設斜撐的情況下

3、在有骨架和斜撐的情況下，采用OSB板進行蒙皮

蒙皮效應的作用

1）在門式剛架中的屋面板用于抵抗山墻抗風柱傳來的水平荷載，將其傳遞至檐口處，再通過墻面蒙皮效應或支撐傳至基礎。

2）門式剛架中山墻面，利用墻板抗剪蒙皮作用后，可將山墻面框架設計成排架且不加柱間支撐(墻面開洞面積過大則除外)。

3）在豎向重力作用下，屋面檁條會產(chǎn)生側彎曲和扭轉變形，通過連接在檁條上的板，將消除此變位，面板蒙皮效應將其剪力傳至檁條與屋面梁連接處，再通過檁條與屋面梁連接件傳至各個屋面梁上。

4）板平面內(nèi)有足夠剛度可對檁條上翼緣形成側向約束，減少了檁條的穩(wěn)定計算長度，大大提高了檁條的穩(wěn)定承載能力。

5）屋面蒙皮使各個平面剛架連成整體空間結構，減少剛架側移。當檐口較高，由柱頂側移控制結構計算時，可帶來經(jīng)濟效益。

蒙皮效應在輕鋼房屋中的意義

蒙皮效應使得各平面的剛架組合在一起，形成了具有空間剛度的和穩(wěn)定的建筑，可取代或部分取代屋蓋系統(tǒng)支撐間的縱向系桿，可減少屋面的橫向水平支撐，有很好的經(jīng)濟效益；將山墻框架設計成全部簡支的小排架，且不設柱間支撐，對于邊墻，如果門窗開洞數(shù)量多，使蒙皮效應大大減弱。

此時，可全部由柱間支撐抵抗縱向水平荷載；可省去檁條上翼緣拉條系統(tǒng)的設置，帶來一定經(jīng)濟效益；在檐口較高、由剛架側移控制設計時，可減小剛架側移，從而減少用鋼量。

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。而邊緣檁條承受軸力起深梁翼緣的作用。

對于坡頂門式剛架，抵抗豎向荷載作用的蒙皮效應取決于屋面坡度，坡度越大蒙皮效應越顯著；而抵抗水平荷載作用的蒙皮效應則隨著坡度的減小而增加。