考虑孔高比和距高比正六边形孔蜂窝梁挠度计算研究

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蜂窝梁是一种新型的钢结构构件,具有截面形状合理、自重轻、承载力高、美观、经济和适用等优点,在许多国家得到了推广应用,不少国外的国家已制定了相关的规范和标准来指导蜂窝梁的设计。但在国内,暂时还没有关于蜂窝梁的成文的规范或标准,这在一定程度上制约了蜂窝梁的发展。到目前为止,蜂窝梁的研究大多数集中在错位焊接成孔法制成的构件,分析的参数多为扩大比和高跨比;直接成孔法制成的构件研究很少。由于直接成孔法方便简单,无需焊接,其推广势在必然,因此有必要对直接成孔法制成的蜂窝梁的受力性能进行研究。目前,蜂窝梁的挠度并没有简单而统一的计算公式,这给实际工程计算带来很大的不便。本文基于这一思路,研究直接成孔法制成的正六边形孔蜂窝梁的挠度计算,研究的内容主要包括:(1)本文先介绍错位焊接成孔法和直接成孔法制做蜂窝梁的步骤和各自制做过程中用到的控制参数,并分析比较两种方法的优缺点;(2)用费氏空腹桁架法推导简支蜂窝梁在均布荷载和跨中集中荷载作用下的挠度计算公式;同时指出其不足,导致其适用范围受到限制;(3)基于费氏空腹桁架法的计算原理,并针对其不足,提出改进的费氏空腹桁架法,其中考虑孔高比和距高比的影响。该方法能适用于用直接成孔法制成的蜂窝梁的挠度计算,并以正六边形孔蜂窝梁为例,用改进法推导出其在均布荷载和跨中集中荷载作用下的挠度计算公式;(4)在上述推导出的理论公式的基础上,分析出影响蜂窝梁挠度的主要因素:孔高比、距高比和跨高比;并经过大量实例计算,拟合出考虑这三种因素的简化计算公式,使它在实际工程中方便计算,解决理论公式计算繁琐的问题;(5)用ANSYS对上述简化公式进行校验,发现简化公式精度很高,能满足工程要求,并提出简化公式的适用范围。
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