浅析LOFT住宅电气设计要点

LOFT住宅作为一种新兴的居住形态带给人们一种新的居住体验,同时也给建筑设计带来了新的挑战,尤其是机电专业。本文主要从LOFT户型电量的预留、管井预留,户内一次结构墙体、二次结构墙体和夹层板点位的预留预埋以及夹层点位管线敷设方案等方面进行分析。

选区激光熔化成形的316L不锈钢点阵夹层结构的力学性能和能量吸收性能研究

目的以选区激光熔化(SLM)成形的316L不锈钢点阵夹层结构为研究对象,研究单一、混合芯层对点阵夹层结构力学性能和能量吸收性能的影响,为轻质高强耐撞点阵夹层结构提供设计依据。方法通过SLM成形技术,以316L不锈钢粉末为原材料,制备点阵夹层结构,利用扫描电镜对SLM成形的点阵夹层结构几何结构特征进行观察,利用准静态压缩实验对点阵夹层结构的力学性能和能量吸收性能进行研究。结果在选定的SLM成形工艺参数下,SLM成形的点阵夹层结构芯层的连接杆表面存在一定的粗糙度且斜向连接杆的表面粗糙度比竖直连接杆的表面粗糙度大。在SLM成形的点阵夹层结构中,混合点阵夹层结构BFB和FBF的弹性模量分别为2525.7 MPa和2493.8 MPa,屈服强度分别为36.3 MPa和38.3 MPa,能量吸收分别为16 J和17.2 J,比吸能分别为1.21 J/g和1.36 J/g,其弹性模量、屈服强度、能量吸收和比吸能均优于单一BCCZ点阵夹层结构的。在准静态压缩过程中,BFB和FBF这2种混合点阵结构芯层的变形模式不同于单一BCCZ点阵结构芯层的。结论与单一点阵夹层结构相比,2层BCCZ布置在中心、2层FCCZ位于上下面板旁边的FBF混合点阵夹层结构的能量吸收性能有所提高。

爆炸荷载作用下高强钢丝编织结构夹芯板的响应分析

为探究爆炸荷载作用下高强钢丝编织结构夹芯板的响应过程,在实爆试验的基础上,采用有限元方法,分析高强钢丝编织结构夹芯板的响应过程,对比不同芯层高度夹芯板的响应模式;研究不同芯层参数对于高强钢丝编织结构夹芯板抗爆性能的影响规律;根据无量纲冲量与无量纲变形量的计算公式,进一步推导高强钢丝编织结构夹芯板的设计指导公式。试验及数值模拟结果表明:当面板、荷载以及材料参数固定时,高强钢丝编织结构的芯层高度选取在58~78 mm为宜,且在此区间内,芯层高度越高夹芯板抗爆性能越好,偏折角越小夹芯板抗爆性能越好。研究可为高强钢丝编织结构夹芯板抗爆性能的优化设计提供参考。

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。

预制混凝土夹心保温墙体棒状不锈钢连接件研发与抗拔性能试验研究

研发了一种适用于预制混凝土夹心保温墙体的棒状不锈钢连接件,该连接件由不锈钢棒、倒锥形十字肋和套环组成,具有锚固性能好、便于安装的特点。通过拔出试验,对其拔出破坏形态与抗拔承载力等进行了较为系统的研究。结果表明:棒状不锈钢连接件的拔出破坏形态为连接件端部混凝土劈裂破坏;破坏时连接件自身应变较小,极限应变为屈服应变的40%;连接件的抗拔承载力为14.8k N,具有较大安全余量。

预制混凝土夹心保温外挂墙体桁架式不锈钢连接件抗拔与抗剪性能试验研究

预制混凝土夹心保温外挂墙体具有承重、保温与装饰一体化的优点,可实现保温体系与主体结构同寿命。桁架式不锈钢连接件是预制混凝土夹心保温外挂墙体常用的一种连接件形式。系统开展了适用于50mm厚保温层预制混凝土夹心保温外挂墙体的桁架式不锈钢连接件的抗拔与抗剪性能试验,结果表明:连接件的抗拔破坏形态为腹杆拉断或锚固端焊点脱开,抗拔承载力试验值为21k N;连接件抗剪破坏形态为受压腹杆屈服,受拉腹杆拉断,单个600mm波段连接件的抗剪承载力试验值为18.7k N;连接件抗拔和抗剪承载力均有较大安全储备。

三明治型电磁屏蔽功能复合板材的制备及性能研究

以高强涤纶工业丝和不锈钢长丝配伍织制的机织间隔织物为增强体,在间隔织物空间中进行泡沫填充,织物表面进行树脂复合,制备了三明治型功能复合板材。对不锈钢长丝网格配置对板材的电磁屏蔽性能的影响进行了实验分析,并对比分析了不锈钢长丝网格的引入对三明治型复合板材的力学性能的影响。研究表明,面层中添加不锈钢长丝网格后,复合板材具有了电磁屏蔽效能,双面添加不锈钢长丝网格的板材屏蔽效能明显优于只单面添加不锈钢长丝网格的板材,在高频区域屏蔽效能达到了30dB以上。不锈钢网格的添加未对复合板材的整体力学性能造成显著影响。

不锈钢-3003铝合金蜂窝夹芯板轧制复合工艺

研究了采用轧制复合方法生产不锈钢-3003铝合金蜂窝夹芯板的工艺.结果表明:经过表面清理的面板和芯板,在加热至500～550℃后进行轧制复合,在变形率为25%以上时即可以实现牢固的初结合,面板与芯板间的结合主要依靠'裂口机制';轧制过程中芯板上的圆孔出现了类似于墩粗的情况,为使芯板上孔系能够发挥作用,轧制变形率应当控制在25%～40%之间;经过退火热处理后,夹芯板的抗拉强度、弯曲强度和延伸率等力学性能均达到相关产品标准.

泡沫钢的制备及三点弯曲性能

为了制备孔隙率较高、孔结构均匀、性能优良的泡沫钢板及夹芯复合板,以316L不锈钢粉为原料,Ca Cl2为造孔剂,采用粉末冶金烧结-溶解法制备不同孔隙率、孔径的泡沫钢,并用物理粘接法制备泡沫钢夹芯复合板。通过对泡沫钢板和夹芯复合板进行三点弯曲实验研究两者的抗弯曲性能。观察泡沫钢板的三点弯曲变形过程,分析孔隙率和孔径对泡沫钢板和夹芯复合板抗弯曲性能的影响,对比两者的极限抗弯载荷变化。结果表明:泡沫钢板的变形首先从薄壁不规则的孔壁开始,形成裂纹并进行扩展,最终导致宏观断裂;对于泡沫钢夹芯复合板,当孔隙率从69.4%增加至82.5%时,其所能承受的极限载荷从2345 N下降至1254 N,在相同孔隙率下,相比于泡沫钢板,夹芯板承受的极限弯曲载荷提升了15%~43%;当孔径从1.9 mm增加至3.9 mm,孔隙率约为73%时,其所能承受的极限弯曲载荷从2070 N下降至1528 N,与泡沫钢板相比,相同孔径下,夹芯板承受的极限弯曲载荷提升了15%~28%;在孔隙率和孔径相同条件下,泡沫钢夹芯复合板的抗弯承载能力比泡沫钢板提高15%以上。

不锈钢夹层复合板的胶接强度

为了提高不锈钢夹层复合板的胶接强度,研究了表面处理、胶粘剂对不锈钢夹层复合板(铝蜂窝夹芯)胶接强度的影响。结果表明:不锈钢基材的表面处理是影响夹层复合板胶接强度的主要因素,盐酸-甲醛法处理的不锈钢板胶接强度最优,相同条件下,国产环氧胶膜夹层复合板胶接性能相对较好,最大胶接强度达到4.63 kN·m^(-1)。

钢板夹钢管组合板抗接触爆炸性能研究

鉴于钢管良好的变形能力、吸能特性和夹层结构在强度、刚度上的优势,提出了分层结构为钢板-钢管芯层-钢板的三明治型抗爆组合板。对芯层钢管数量为5根、4根、3根的组合板进行了TNT装药量为1kg的接触爆炸试验,考察了各板在承受接触爆炸冲击荷载时的变形及破坏情况,并对变形破坏过程进行了理论分析和数值模拟。研究表明,钢板夹钢管组合板承受接触爆炸冲击荷载时,主要发生局部压缩变形。钢管变形是组合板耗散能量的主要途径。增加钢管数量,增大钢板厚度,增大钢管管壁厚度,均可减小组合板在接触爆炸条件下的变形破坏,提高抗接触爆炸性能。

表面处理对不锈钢夹层结构板胶接强度的影响

使用环氧树脂结构胶粘剂,通过未表面处理和5种不同的表面处理工艺的对比试验,研究了不锈钢表面处理方法对不锈钢/铝蜂窝夹层结构板胶接强度的影响。结果表明,盐酸-甲醛法、硫酸-重铬酸钾法和盐酸-氢氟酸法均具有较高的胶接强度,胶接界面剥离后为内聚破坏;若配合适当的表面机械粗化,胶接强度将进一步提高;考虑到盐酸-甲醛法表面处理的环境协调性较好,建议实际生产采用该方法。

不锈钢芯板钎焊残余应力的有限元分析

利用有限元软件ABAQUS,采用热弹塑性有限元分析法对不锈钢芯板钎焊残余应力的大小及分布规律进行研究,并分析了各应力分量对钎焊接头区域的影响,最后探讨了钎料厚度、芯管厚度等8种因素对钎焊残余应力的影响。结果显示,不锈钢芯板中的钎焊残余应力主要集中分布在钎焊接头区域,在钎缝处有着较大的应力梯度。在钎缝处的纵向残余拉应力数值较大,是影响钎焊接头可靠性的主要因素。钎料厚度、搭接宽度及钎料种类对钎焊残余应力的影响较大,芯管厚度、面板厚度、芯管直径、芯管间距和钎焊温度对钎焊残余应力的影响很小。

芯管交错排布不锈钢芯板楼板受力机理分析

为研究芯管交错排布的不锈钢芯板楼板受竖向荷载作用下的弯曲性能与剪切性能,对五个不同尺寸的不锈钢芯板单向板足尺试件以及一个跨中布置内隔板的不锈钢芯板双向板足尺试件进行试验研究与有限元模拟,对比两者结果验证了有限元模型的准确性,在此基础上对不锈钢芯板楼板的受力机理及弯曲刚度和剪切刚度进行分析,最后对不锈钢芯板楼板性能进行参数分析。试验及分析结果表明:不锈钢芯板楼板具有良好的静力学性能;不锈钢芯板楼板的变形以剪切变形为主,抗剪强度远小于抗弯强度;不锈钢芯板楼板的受力机理类似于空间空腹网架结构,相邻芯管之间面板的中点处可以近似认为面板仅有剪力和轴力而无弯矩,并提出了芯板单元的简化受力模型;芯管交错排布的不锈钢芯板楼板弯曲性能可以认为是正交各向同性的,剪切性能是正交各向异性的;面板厚度是影响剪切刚度的最主要因素;布置隔板可以有效提高不锈钢芯板楼板的承载力且降低挠度。

不锈钢芯板L形墙单向压弯力学性能分析

不锈钢芯板L形墙由2块一字形墙焊接而成,一字形墙由2块不锈钢面板与错排分布的不锈钢芯管组成,其中芯管与面板间采用铜钎焊焊接。采用ABAQUS有限元分析软件对不锈钢芯板L形墙在压弯荷载作用下的极限承载力进行了分析,研究其受力过程和破坏机理,并分析了构件面板厚度、芯管壁厚、墙高及偏心距等对不锈钢芯板L形墙压弯承载力的影响。结果表明,不锈钢芯板L形墙在压弯荷载作用下的破坏形态均为受压侧的局部屈曲破坏,面板厚度是影响不锈钢芯板L形墙压弯承载力的重要因素。不锈钢芯板L形墙的N-M曲线在面板厚度不同时表现出不同的形式。

夹心保温外墙板用不锈钢拉结件抗剪承载力研究

基于ABAQUS有限元模拟分析软件对不同厚度与尺寸的18组板型不锈钢拉结件进行了模拟,通过数值计算分析的方法确定了其抗剪承载力,得出了板型拉结件应力发展过程。结果表明:板型不锈钢拉结件具有较大的平面内抗剪承载能力,当拉结件尺寸相同时,其抗剪承载力随厚度的增加而增大;同厚度、同高度的不锈钢拉结件的长度越大,抗剪承载力越大;同厚度、同长度的不锈钢拉结件,随着高度的增加,其抗剪承载力变化不大;设计中可以屈服强度为基准,安全系数取3.0,确定板型不锈钢拉结件的允许剪切强度。

舰船甲板钢质夹层结构设计

金属夹层结构在稳定性、抗爆抗冲击等方面具有良好的力学性能,在舰船领域有广阔的应用前景。为进一步研究夹层结构在轮印载荷下的应力特征,以特定单层甲板加筋板架结构为原型,设计相应的I型夹层结构作为研究对象,采用数值仿真进行分析,并通过缩比模型试验对计算结果进行验证。在此基础上,进一步研究夹层结构上下铺板厚度、芯层腹板厚度、高度和间距等参数变化对夹层结构强度和刚度的影响,提出相关建议,为舰船甲板夹层结构的设计和模型试验等提供参考。

预制混凝土夹心保温外墙板桁架式不锈钢连接件施工及质量控制技术

预制混凝土夹心保温外墙板由内外叶预制混凝土板、保温连接件和夹心保温层组成。其中,保温连接件是实现内外叶预制混凝土板良好连接、保证外墙板具有良好受力性能的关键部件。不锈钢连接件具有强度高、抗火性能和耐腐蚀性能好等优点,是目前工程中普遍采用的保温连接件之一。这其中,桁架式不锈钢连接件又因其较高的承载力和较为便捷的施工性能而得到越来越广泛的应用。系统介绍了桁架式不锈钢连接件的设计与施工技术要点,并通过国内外典型工程的介绍对上述技术要点做了更为详细的阐述。

热风铜钎焊炉热处理后不锈钢力学性能试验研究

为了研究国产奥氏体S30408不锈钢桥面芯板的材料力学性能及其本构关系,开展了多种不锈钢试件室温单向拉伸试验研究.考虑试件厚度、取向和热风升降温处理等因素,共设计了12组共60个拉伸试件,得到不锈钢试件的名义应力-应变曲线及初始弹性模量、屈服强度、抗拉强度、应变硬化指数等参数,揭示了厚度和取向对不锈钢试件力学性能参数的影响程度,并将试件的名义应力-应变试验曲线与经典本构模型进行对比分析.结果表明:不锈钢材料具有明显的非线性与各向异性;通过SEM扫描电镜微观形貌分析,确定不锈钢断口属于韧性断口;不锈钢原材料8 mmS型试件塑性比6 mmS型试件好,而8 mmQ型试件塑性比6 mmQ型试件差;芯板轧制方向的试件伸长率与收缩率要高于垂直于轧制方向试件与斜向45°试件;经热风铜钎焊炉高温处理后的不锈钢材料力学性能明显改变,屈服强度与抗拉强度较不锈钢原材料低,塑性性能变差,但初始弹性模量几乎不变;应变ε<ε_(0.2)时,各本构模型与试验曲线拟合良好,但应变ε≥ε_(0.2)时,R-O模型结果偏差大,Rasmussen模型拟合效果最好,可适用于不锈钢芯板结构的设计和研究.

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。