除塵器是一種可有效減少廢氣中的顆粒污染物的通用環(huán)保裝備。殼體內完成顆粒物收集捕捉工藝過程，是最重要的工藝部件。中大型除塵器殼體結構一般由帶加勁肋的平直鋼板墻板和H型鋼立柱組成。墻板與立柱通過焊縫連接，形成密閉的除塵空間，并協(xié)同受載。殼體頂部設有支承橫梁，用于懸掛陰極線、陽極板以及附著的積灰。這些荷載由頂部橫梁傳遞到立柱，使得立柱直接承受軸向壓力。由于放電距離方面的工藝要求以及承擔較大荷載時的強度與穩(wěn)定性設計方面的考慮，某些除塵器殼體頂部支承梁會設計為較寬的截面，因此，頂梁下方的殼體支承立柱也相應設計為較寬的截面。為了減少用鋼量，此類立柱采用雙肢H型鋼組合截面，兩肢間采用帶角鋼加勁肋的連接墻板連接。為了減小立柱長細比，提高其剛度，在殼體內部布置有垂直墻板的橫向支撐，在相應高度位置，兩肢H型鋼柱間采用連接槽鋼相連，支撐桿件通過與連接槽鋼連接而間接形成對H型鋼柱的垂直墻板方向約束。除塵器殼體結構如圖1所示。

墻板作為蒙皮板件，能夠為立柱承擔部分荷載并約束其側向變形，大大提高了立柱的穩(wěn)定性[1]。關于蒙皮結構的受力性能，Nagy等[2]對門式剛架廠房中的蒙皮效應進行了研究，在保證安全的前提下對現(xiàn)有設計理論進行簡化，并比較了不同壓型板屋面板類型、檁條與屋面板的連接方式對其發(fā)揮蒙皮效應的影響。Wrzesien等[3-4]通過足尺試驗研究了冷彎型鋼門式剛架中的蒙皮效應，結果表明屋蓋板的蒙皮效應可有效提高剛架在橫向荷載作用下的承載能力，且屋蓋板與剛架的節(jié)點形式對其有較大的影響;通過對建筑物進行以成本最小為目的優(yōu)化設計，研究了受力蒙皮作用的影響，結果表明在投影平面上的跨度和柱距相同時，受力蒙皮板作用最大，此時內部框架的成本可以減少大約一半。Phan等[5]基于實驗研究，在考慮受力蒙皮作用和剛架半剛性連接的前提下，應用遺傳算法提出了一種冷彎型鋼門式剛架的優(yōu)化設計方法。

國內研究方面，楊飛[6]對門式剛架輕型房屋鋼結構中的蒙皮效應進行有限元研究，結果表明蒙皮效應提高了結構的抗側剛度以及承載能力，但使振型變得復雜。左洋等[7]在理論分析的基礎上，利用試驗與有限元方法，研究了開洞集裝箱房屋的縱向剛度，分析了開洞面積、洞口高寬比的影響規(guī)律，并提出設計建議。潘立程等[8]針對除塵器的蒙皮結構殼體墻板，利用有限元方法，研究了其在均勻豎向壓力作用下的破壞形式與承載能力，并分析了墻板構造對其承載能力的影響。陳天樂[9]采用有限元方法對比分析了有無考慮蒙皮效應的輕鋼結構受力性能，發(fā)現(xiàn)考慮蒙皮效應后，可以減小構件截面尺寸以及減少橫向約束，具有更好的經(jīng)濟性。錢海峰等[10]利用理論分析與有限元方法，對除塵器殼體墻板-立柱結構體系在墻板直接承受橫向荷載作用下的荷載分配進行了研究，并考慮墻板的蒙皮作用作用，提出了一種除塵器殼體立柱內力計算方法。

目前對蒙皮結構的研究主要集中于以壓型鋼板為蒙皮板的輕鋼結構，本文研究的除塵器圍護體系中雙肢組合截面立柱在構造上有其特殊性，需要考慮加勁墻板蒙皮作用，已有的研究結論并不完全適合指導其結構設計。本文考慮結構體系的初始幾何缺陷以及立柱軋制、墻板與立柱焊接過程中產生的殘余應力影響，通過大量非線性有限元分析，明確雙肢組合截面柱在軸向壓力下的破壞機理，研究多種構造參數(shù)的影響規(guī)律，提出了立柱穩(wěn)定承載力計算建議。本文的研究一是直接解決了除塵器殼體中常用的大截面骨架立柱在考慮墻板作用時的軸壓穩(wěn)定性計算問題，使得除塵器殼體支承構件的設計能夠可靠且經(jīng)濟;二是為受加勁蒙皮板連續(xù)支撐的H形截面構件的穩(wěn)定性設計提供參考，分析了此類結構穩(wěn)定性的主要影響因素，具有一定的理論意義和工程應用價值。