金属蜂窝板片结构体系的理论分析及应用研究
添加日期:[2016-10-12 9:22:15]
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  蜂窝夹层结构具有很高的比强度、比刚度、隔音、保温等优点,在航空航天结构领域应用广泛,但在土木结构中应用很少。主要原因在于两方面:首先,土木工程领域对蜂窝夹层结构的研究不多;其次,若按常规思路使用蜂窝夹层结构,其昂贵的价格也会限制它的使用。 然而,东南大学空间结构及形态研究所在板片空间结构体系多年研究的基础上认为金属蜂窝板应用到板片空间结构体系中将形成高效的金属蜂窝板片结构体系。为此,本文做了以下三方面的工作。
  首先,总结了目前常见的金属蜂窝板的形式、成型工艺;在研究吸取正六边形蜂窝弹性参数经典理论的基础上利用能量方法、叠加原理推导了正三角形蜂窝的弹性参数,并使用有限元方法进行了验证;根据有关文献的研究结果提出了蜂窝板的设计构造建议,并提出了蜂窝板片的连接构造方式。
  其次,本文根据金属蜂窝板的特点,结合Reinssner理论提出更为合理的假设,并推导出控制微分方程,以及四边简支夹层板在均布荷载作用下的挠度公式。通过与Reinssner理论、Hoff理论以及有限元分析结果比较,验证了本文理论的正确性及其必要性。
  最后,通过工程实例分析表明,在大跨度屋盖结构中,金属蜂窝板-杆空间结构体系比常规的四角锥网架结构具有用钢量低,结构整体自重轻等优点;在轻钢结构厂房中,采用金属蜂窝纯板片箱梁体系比一般H型钢结构用钢量更低,自重更轻,具有广泛的应用前景。

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