激光焊接Web-core全钢三明治板的刚度分析

采用自行设计的满足简支条件的实验装置,对激光焊接Web-core全钢三明治板进行外伸三点弯曲试验,在弹性变形范围内测定左、右外伸端挠度、跨中挠度和载荷,并根据刚度分离法计算得到弯曲刚度和剪切刚度。试验测定的弯曲刚度为1.65×105N·m,剪切刚度为4.76×105 N·m。Web-core三明治板常用的3种刚度设计公式中都未考虑两芯板间面板的局部变形引起的挠度,从而计算的弯曲刚度比试验测定的值大,为试验值的5.2倍,剪切刚度比试验测定值小,为试验值的0.7倍。

某博物馆大跨钢空腹夹层板屋盖设计

以湖北省天门市某博物馆的大跨度钢空腹夹层板楼盖为实例设计,介绍了钢空腹夹层板的设计方法和结构布置,基于YJK模型和SAP2000模型分析了实用计算方法和壳单元有限元模型计算结果的变形和受力的差异及其原因,对比研究了传统方管剪力键和新型十字剪力键在空腹夹层板结构中的受力表现。结果表明,本工程中实用方法与壳单元有限元模型计算得到的挠度结果吻合性较好,实用方法难以考虑次弯矩,会导致受压板件的计算应力较壳单元有限元模型明显偏小;剪力键的构造对结构受力有一定影响,新型十字剪力键连接的弦杆应力较方管剪力键略小,应力集中情况在一定条件下更缓和;通过增加部分加劲肋板,可以减小支座端应力。

加劲板对钢空腹夹层板剪力键节点静力特性影响分析

剪力键节点域是保证钢空腹夹层板空间协同工作的关键节点。为研究加劲板对剪力键节点域静力特性的影响,基于通用有限元分析软件,建立4组考虑材料非线性的节点域平面受剪状态数值模型。分析了设置加劲板对节点域受力及变形状态的影响,并选取加劲板宽度、方钢管厚度、剪力键高度作为变量进行参数化分析。分析结果表明,加劲板可以有效降低节点域方钢管的应力,保证节点域整体变形的特性,避免出现反弯点。根据不同因素的影响程度,发现加劲板的宽度对节点域的静力性能影响最大,提出了加劲板设置的合理尺寸范围的建议值,分析结论可为类似工程应用提供参考。

空腹网架及空腹夹层板的折算剪切刚度

根据结构等效原则推导出空腹网架拟交叉梁系法中折算剪切刚度的计算公式.该式考虑了面板的作用和上、下弦层构件不对称的影响,扩大了空腹网架拟交叉梁系法的适用范围.还提供了一个空腹夹层板的折算剪切刚度计算式,除考虑上述因素外,还计及了剪力键的剪切变形影响,不仅适用于空腹夹层板的I型板,还适用于Ⅱ型板.分析表明,公式均具有较好的精度.

方钢管剪力键抗剪承载力的设计方法

方钢管剪力键在钢空腹夹层板的整体受力中起着重要作用。以工程实践为背景,对两个足尺方钢管剪力键节点试件进行了静力加载试验,得到了方钢管剪力键的屈服强度、强屈比以及延性系数。根据试件破坏模式确定了方钢管剪力键屈服状态时的控制截面,通过定义控制截面的有效受力区域,推导了方钢管剪力键抗剪承载力设计公式。与试验数据对比,结果表明,采用公式计算的T形钢肋方钢管剪力键和H形钢肋方钢管剪力键屈服承载力与试验结果误差分别为1.08%和6.7%。研究结论可为钢空腹夹层板的剪力键截面设计和加劲板尺寸的确定提供参考。

不同边界条件剪力键式空腹夹层板固有频率的计算

作为楼盖结构的剪力键式空腹夹层板在工程中有不同的边界条件,本文导出周边固定和两对边固定、两对边简支两种边界条件的剪力键式空腹夹层板横向自由振动的固有频率计算公式.将剪力键式空腹夹层板中的上、下肋及剪力键组成的刚架用相应的等效梁代替,因此计算模型为板和交叉梁系所组成的整体结构.应用能量法计算其横向振动的固有频率,先计算交叉梁系和板的最大位能及交叉梁系、板和剪力键的最大动能,然后由能量函数残数最小条件导出相应边界条件的剪力键式空腹夹层板固有频率的计算公式.如果令剪力键质量等于零,应用本文公式也可计算相应边界条件的带肋板类型的各种其它工程结构的固有频率.

空腹夹层板的拟夹层板分析法

本文采用拟夹层板分析法来建立空腹夹层板的基本方程，并引入二个位移函数Ｆ和ｆ来表示三个广义位移。由于假定了计算中面的存在，将基本方程简化为关于Ｆ和ｆ的联立方程组，使问题得到圆满解决。

钢筋混凝土空腹夹层板空间结构的工程应用与计算方法

文章在介绍钢筋混凝土空腹夹层板的理论研究方法与主要技术特点的基础上,针对目前理论研究成果由于缺乏通用程序在工程运用中的局限性,探讨了该板柱结构体系在工程实践中的实用算法。通过工程实例论述了采用TAT三维空间杆系有限元分析软件时的模型处理办法,并提出了在设计与施工中应注意的问题。理论分析与实践表明,空腹夹层板楼盖体系属板片空间结构范畴,具良好的力学特性、建筑功能效应及技术经济指标。

剪力键式空腹夹层板的整体稳定分析

本文对剪力键式空腹夹层板进行稳定分析，利用能量法求出在单向或双向纵向均布荷载或沿周边均布剪力作用下四边筒支剪力键式空腹夹层板的临界力。

不同边界空腹夹层板在纵横载荷作用下的挠度

针对建筑工程中作为楼盖的剪力键式空腹夹层板具有不同边界条件的现状,以对边固定、对边简支为例,说明不同边界条件的剪力键式空腹夹层板在纵横荷载共同作用下的挠度计算方法,指出其他各种边界条件的挠度计算公式可按该文思路导出。

钢筋混凝土空腹夹层板剪力键的静力参数化分析

为分析钢筋混凝土空腹夹层板剪力键的静力受剪承载力,本文建立了其压杆-拉杆模型和有限元基准模型。将压杆-拉杆模型计算结果和规范公式以及基准模型计算结果进行了对比。结果表明压杆-拉杆模型与基准模型计算结果较为接近,规范公式计算的受剪承载力与之相差较多。通过参数化分析发现:混凝土的相对受压强度、体积配箍率对剪力键受剪承载力几乎无影响;纵筋配筋率、上肋相对截面高度、剪力键剪跨比对其影响较大。对这些参数进行多元回归分析,得到了基于压杆-拉杆模型的剪力键受剪承载力计算公式。

采用异形剪力键的钢空腹夹层板静力试验研究

为了有效地提高钢空腹夹层板剪力键的传力效率,将传统的方钢管剪力键改为带翼缘的十字型剪力键,又称异形剪力键。对该结构设计5.3 m×1.3 m×(0.2+0.1)m的缩尺模型进行静力加载试验,采集挠度和应变等数据。介绍使用大型有限元(finite element,FE)软件ANSYS对该结构进行模拟的建模方式。将试验采集的数据与有限元计算结果进行对比,得到如下结论:试验与有限元结果吻合度较高,可以在接下来的研究中采用文中所述有限元建模方式进行进一步的研究;相较方钢管剪力键,异形剪力键的腹板与盖板协同传力,使得剪力键各部位受力更加合理、均匀,传力效率更高。

钢空腹夹层板剪力键节点域力学特性对比分析

空腹夹层板是一种新型装配式屋盖(楼盖)结构形式,造型美观节约层高且具有良好的空间协同工作特性。剪力键是空腹夹层板形成空间协同工作体系的关键节点。为研究由圆形钢管(CHS)、矩形钢管(RHS)和菱形钢管(DHS)组成的三种类型剪力键节点域在水平荷载作用下的应力分布规律和刚度变化特征,建立了节点域数值模型进行参数化分析,综合考虑了加劲板宽度(bs)和方钢管厚度(t0)的变化,得出了各参数对各节点应力分布规律和刚度特性的影响程度。研究结果表明:加劲板宽度和钢管厚度的变化对三种类型节点的强度和刚度均有不同程度影响。其中,采用增大加劲板宽度的措施对于圆钢管和矩形钢管节点的受力性能提升较菱形节点更为有效。未设置加劲板或者加劲板宽度较小的情况下,由于菱形节点具有更合理的几何形态,因此菱形钢管节点局部受拉、压性能以及抗弯刚度等性能优于圆形钢管和矩形钢管节点。研究结论可为不同类型结构工程应用提供参考。

风电叶片腹板芯材加工方式对设计和制造的影响

随着风电叶片的大型化,风电叶片轻量化也备受人们关注。腹板作为风电叶片中承受剪力的主要部件,其重量控制对叶片重量影响很大。针对大型风电叶片剪切腹板重量问题,通过对腹板芯材不同的开槽方式对重量和力学的影响进行研究,深入开展工艺性评估、力学评估、产品重量评估。结果表明,夹芯材料不同开槽打孔的加工方式对风电叶片腹板力学影响较小,对工艺性影响亦较小,但对风电叶片减重具有较大影响,对轻量化风电叶片结构设计具有重要意义。

大开间可变住宅的思考与探索——空腹夹层板结构的应用

大开间可变住宅体系在满足不同国家的居住要求方面具有许多优越性，本文着重探讨剪力键式空腹夹层大板在大开间可变住宅体系中的应用。鉴于我国目前的经济力量还比较薄弱，在采用该结构型式中，笔者提出了应用中间技术的思想和方法。

现浇箱形空心混凝土板柱节点受冲切承载力计算

采用夹层板理论推导了钢筋混凝土箱形空心板柱中节点在竖向剪力作用下的抗冲切承载力计算公式,分析了影响箱形空心板抗冲切的主要影响因素;与国内外的有关数据比较表明,计算公式具有较高的精度,可以在实际工程中应用。

钢空腹夹层板剪力键节点的极限载荷研究分析

剪力键节点域是构成钢空腹夹层板的重要关键节点。在ANSYS有限元分析软件下,建立2组考虑材料非线性的数值模型,即设置加劲板宽度和改变方钢管厚度作为研究剪力键节点域极限载荷的影响因素。研究结果表明设置加劲板、增大方钢管厚度均可有效的提高钢空腹夹层板剪力键节点域的极限载荷。

贯通内隔板对矩形和圆形钢管剪力键节域受力特性影响的对比分析

钢空腹夹层板是一种具有良好的空间协同工作特性的新型装配式屋盖(楼盖)结构。为研究由钢管(圆、方钢管)及节点板组成的两种常用剪力键节点在水平荷载作用下的应力分布规律和刚度变化特征,建立节点域精细化数值模型并进行参数化分析,得出了贯通隔板、加劲板宽度(b_(s))和方钢管厚度(t_(0))对节点应力分布规律、变形性能以及侧向刚度的影响。结果表明:对于不设置加劲板的节点,设置贯通隔板对矩形钢管节点性能提升较圆钢管更明显。对于设置加劲板的节点,当加劲板宽度达到100 mm时,贯通隔板对节点综合性能的提升效果有限。钢管壁厚t_(0)发生变化对设置贯通隔板的节点受力性能影响较小。综合上述各因素可知:对于未设置加劲板的节点可采用贯通隔板和提升钢管壁厚t_(0)的措施提高节点域的受力性能。对于设置加劲板的节点,采用增大加劲板宽度的方式来提升节点域综合性能。研究结论可为类似工程应用提供参考。

大跨度空腹夹层板混凝土浇筑施工方法分析及应用

空腹夹层板结构复杂,传统施工工艺无法满足空腹夹层板施工要求。为解决空腹夹层板结构混凝土施工问题,采用了计算机模拟建模计算、现场制作11模型、对比法等进行分析研究,采用两次浇筑成型,在上肋底部、下肋顶部平面留设施工缝的施工方法,接缝在上肋底部、下肋顶部平面留设,下肋为一个整体,无竖向施工缝,施工质量最好,施工操作方便,工人无安全隐患,大大提高了施工效率,有效的解决了空腹夹层板混凝土浇筑困难,此方法的应用为空腹夹层结构的大面积应用推广奠定了基础。

加劲板对方管剪力键静力性能的影响

方管剪力键与H形钢肋的连接构造是组合空腹夹层板中一种新的构件连接形式。为研究方管剪力键与H形钢肋连接区域的受力性能,制作两个足尺剪力键试件开展对比试验研究,在试验基础上进一步做了有限元模拟分析。试验表明:在方管剪力键侧壁设置加劲板,能使整个剪力键受力具有明显的弹塑性受力特点;加劲板能明显缓解构件连接区域的应力集中现象,且加劲板对构件抗侧刚度具有较大的贡献。数值分析进一步表明,加劲板的宽度和厚度均对整个剪力键应力分布和抗侧刚度具有显著的影响,而改变宽度,影响效果更为显著。