正六边形蜂窝型空间盒式结构受力性能对比分析

为了研究正六边形蜂窝型空间盒式楼盖结构体系在大跨度中高层建筑中的受力性能,根据工程实例,运用ANSYS有限元结构分析软件建立了不同平面楼盖结构布置的有限元分析模型,对比研究了正六边形蜂窝型空间盒式结构体系与正交斜放型空间盒式结构体系在竖向静力试验作用下的结构反应,研究了两种不同盒式结构楼盖的最大挠度、自振频率和整体刚度。研究结果表明,在竖向荷载作用下,正六边形蜂窝型空间盒式结构体系呈现三向传力特性,结构性能表现较好。相比正交斜放型空间盒式结构体系,正六边形蜂窝型空间盒式结构体系的楼盖跨中挠度较小,其整体性、稳定性更佳。依据模态分析方法,通过对比两种结构体系的自振频率与周期,得到了正六边形蜂窝型空间盒式楼盖结构体系的整体抗侧移刚度与空腹夹层板楼盖抗弯刚度均大于正交斜放型空间盒式结构的结论。从经济性层面上比较,得知在相同使用功能要求情况下,正六边形蜂窝型空间盒式楼盖结构体系的用钢量要远小于正交斜放钢混结构盒式结构体系的用钢量,更能节约建造成本。     

一种基于菱形蜂窝构型的夹层板及其基本性能

指出现有六边形蜂窝纸板结构所存在的缺陷,提出一种新型的准菱形蜂窝夹芯结构。通过分析和计算,确定了这种菱形蜂窝纸芯的成型方法和基本尺寸参数。定性分析和实验结果表明:较之六边形蜂窝纸板,菱形蜂窝纸板的缓冲性能和折叠性更好,适合用作缓冲包装材料和制成折叠蜂窝纸箱。     

正六边形蜂窝型空腹楼盖混凝土板的有效宽度计算

为便于工程简化计算,将混凝土楼板和下空腹钢结构梁运用刚度等效原则简化为钢结构梁,利用有限元方法分析了正六边形蜂窝型空腹夹层板楼盖和刚度等效钢结构楼盖在竖向荷载作用下的静力特性,通过对比分析,研究了不同混凝土楼板参与宽度的竖向挠度,计算出钢-混凝土组合结构混凝土楼板的有效宽度,并分析得出的混凝土板有效结构宽度与混凝土板厚度和钢-混凝土组合结构厚度间的关系。研究结果表明：正六边形蜂窝型空腹夹层板楼盖结构的抗弯刚度随剪力键高度的增加而加大,上翼缘混凝土板有效结构宽度随剪力键长细比的增加而减小;混凝土板有效结构宽度随自身板厚的增加而增加,近似为线性增长。     

3D打印蜂窝结构在临时性建筑中的力学性能分析

为研究改进传统临时性建筑如:木头、纸筒、竹子、简易帐篷等材料制备的临时性住所存在可设计性不强、材料不够轻便、力学性能不足等问题. 利用3D打印技术,使用PLA材料制备了手型蜂窝、六边形蜂窝、内凹六边形蜂窝、星形蜂窝和三角形蜂窝结构,并对这5种蜂窝结构进行测试了面内拉伸、面外弯曲和面内压缩的力学特性. 根据实验结果,依靠数据对这5种结构的蜂窝芯子进行力学性能对比.结果显示手型蜂窝结构具有较大的承载能力,六边形蜂窝结构的综合力学性能优于其他4种结构. 最后根据载荷位移曲线图,对比分析运用3D打印蜂窝结构在临时性建筑中,如何优于传统临时性建筑在建造中所使用的结构与材料. 研究表明:设计的蜂窝结构轻质高强优于传统临时性建筑物材料,在一定条件下利用3D打印技术,使用PLA材料制备的手型蜂窝和六边形蜂窝结构,可以满足灾后临时性建筑的力学性能需求且可设计性强,材料轻便节省人力,有效的减少临时建筑物对灾民的二次伤害.     

六边形孔蜂窝梁力学性能与计算方法

为进一步研究蜂窝梁的力学性能,推广其在实际工程中的应用,基于ANSYS有限元分析软件,采用板壳元建立不同参数的六边形孔蜂窝梁计算模型,对其静力性能开展研究.探讨了跨度、开孔率、孔间距等关键设计参数对梁强度、刚度和稳定性能的影响;并将计算结果与相同截面的实腹式构件对比,给出了较为简化的实用计算公式,采用该公式可快速求得蜂窝梁的极限承载力.     

材料强度对一字形钢管束混凝土组合剪力墙轴压性能的影响分析

钢管束混凝土组合剪力墙（简称ICSW）主要由矩形钢管、C形钢或H型钢等焊接构成,并通过在腔体内部浇筑混凝土所形成的一种新型钢-混凝土组合构件。核心混凝土有效延缓了周边钢管的局部屈曲,同时在三向约束效应下具有更高的轴向承载力、竖向刚度和变形能力。采用ABAQUS软件建立了10个ICSW的精细化有限元模型,在试验验证正确的基础上,系统地分析了钢材强度、混凝土强度对其轴向力学性能的影响。分析结果表明：改变混凝土及钢材强度对ICSW的应力分布及破坏模式影响较小,提高混凝土强度可提升ICSW的轴压承载力和轴向刚度;提高钢材强度可显著提升ICSW的轴压承载力,但对其初始轴向刚度影响不明显。此外,通过合理匹配钢材和混凝土的材料强度,可进一步发挥钢管束对核心混凝土的约束作用,提高ICSW组合构件的轴压性能。     

组合蜂窝结构的面内压缩及吸能性能

针对一种新型组合蜂窝结构(SCCH)开展研究,该结构将方形管与圆形管进行组合,充分发挥了圆形管的吸能优势和方形管的变形优势。通过试验与有限元仿真,对比了SCCH结构与传统圆形蜂窝结构(CH)在面内压缩的力学性能和不同应变时的变形行为。结果表明,SCCH结构的总吸能为0.198 kJ、平均压缩力为5.50 kN、初始峰值压缩力为6.80 kN、比吸能值为6.22 kJ/kg,均优于CH结构。此外,SCCH结构的比吸能明显高于其他常见的蜂窝结构,具有优异力学性能和吸能性能的SCCH结构,可为设计具有高吸能能力的蜂窝结构提供有益借鉴和设计基础。     

蜂窝梁等效抗弯刚度的确定方法

通过分析不同开孔的蜂窝梁,提出了确定蜂窝梁等效抗弯刚度的方法。该方法根据纯弯蜂窝梁有限元分析（FEA）结果,按照经典力学中挠度-刚度或弯矩-曲率关系式反算刚度,具有简捷、准确、经济、高效等优点。提出了蜂窝梁等效抗弯刚度的合理表达式,并以常用的六边形孔和圆孔为例,通过大量有限元分析,得到了腹板刚度折减系数表,然后进一步给出了该系数的半理论半经验计算公式。结果表明,采用该公式可快速求得蜂窝梁的等效抗弯刚度。     

变加热功率下不同形状微肋阵热沉内的对流换热

为探索变加热功率下微肋阵热沉内的对流换热规律,采用精密机械加工获得圆形、菱形和三角形微肋阵热沉,建立一体式加热试验系统,测试了微肋阵热沉的压力降、流动阻力系数、热阻等对流换热参数,研究Re为0~1 000时微肋阵内阻力及对流换热受加热功率的影响规律。研究结果表明,微肋阵内阻力系数先随加热功率增加而增大,圆形和菱形截面微肋阵中该现象在Re>400时消失,而三角形微肋阵在Re>250时消失。加热功率的增加强化了圆形和菱形截面微肋阵内的对流换热,三角形微肋阵的Nu在Re<250时随加热功率的增加而增大,当Re>250后则有所降低;加热功率对于圆形和菱形微肋阵热沉热阻的影响在Re<600时较为明显,而对于三角形微肋阵当Re>250后加热功率对于热阻的影响基本可以忽略。     

纤维模型中非线性剪切效应的模拟方法及校核

传统纤维模型忽略了非线性剪切效应,难以用于剪力墙等构件的非线性反应模拟.建议采用直接在截面层次上定义非线性剪切恢复力关系的方法.构件截面的弯曲刚度、轴向刚度通过传统纤维模型的方法积分得到,截面的剪切刚度根据所定义的截面剪切恢复力关系得出,将剪切刚度与弯曲、轴向刚度进行组合后得到组合截面的整体刚度矩阵.利用OpenSee...     

地铁车站高大梁模板支撑设计及稳定性研究

为提高地铁车站高大梁模板支撑结构的稳定性,以郑州某地铁车站工程为研究对象,结合现场实际工况,设计一种三角形稳定支撑结构,依据现行规范进行立杆承载力验算,并基于ANSYS有限元分析软件开展模板支撑结构特征值屈曲分析和非线性屈曲分析。结果表明:高大梁模板支撑结构立杆稳定承载力设计值大于立杆轴向力设计值,架体搭设满足规范设计要求;设计由对拉螺栓、梁侧稳定斜杆和水平附加稳定杆组成的三角形稳定支撑结构,可有效增强模板支撑结构横向平面的抗侧刚度,稳定极限承载力比传统支撑结构提升9.2%,结构延性也得到提高。三角形稳定支撑结构设计可有效提高混凝土梁模板支撑结构的稳定性,该研究成果可为类似工程提供参考。     

汽车起重机六边形截面形伸缩臂计算研究

本文对五节臂六边形截面伸缩臂的设计计算方法进行了探讨。编制了相应的计算程序，对50T汽车起重机伸缩壁强度、刚度、稳定性进行了计算。     

火灾后正六边形孔蜂窝组合梁受力性能研究

火灾后蜂窝组合梁受力性能研究可为建筑结构受火后的加固修复提供重要依据。文章通过两个火灾后正六边形孔蜂窝组合梁的静力加载试验,分析了不同开孔率的正六边形孔蜂窝组合梁的破坏形态和承载性能。结果表明：火灾后正六边形孔蜂窝组合梁在正弯矩作用下会发生弯曲破坏,临近梁端的第3个孔压缩变形较为严重且两侧钢梁腹板局部屈曲,两加载点之间板顶混凝土破坏严重,钢梁上部板面出现纵向贯通裂缝;开孔率是影响火灾后正六边形孔蜂窝组合梁极限承载力的重要因素,相较于开孔率为70%的蜂窝组合梁,开孔率为60%的蜂窝组合梁的极限承载力和延性分别提高了20%和35%;所提出的正六边形孔蜂窝组合梁受火后剩余承载力计算方法具有较好的精度。     

格构式钢管混凝土风力发电塔架的受力分析

通过对风力发电塔架的受力分析及钢管混凝土轴心受压的承载力计算,研究了格构式钢管混凝土结构用于风力发电塔架时,塔架钢管混凝土立柱的强度、刚度、稳定性,并给出了计算公式。算例结果表明,该种形式的塔架强度、刚度、稳定性均符合要求并偏于保守。该文的研究结果对格构式钢管混凝土组合结构塔架的总体设计有较强的参考价值。     

公路桥梁常见结构病害及其加固技术措施

公路桥梁的结构强度要够,才可以承受相应的附加力与重力,且结构的各个部分刚度要够,才可以保证其受到荷载作用时不会出现太大的变形与挠曲;结构中各个部分的尺寸大小得当,才能保证其在受到轴向压力时,从而失去应有的稳定性等.本文就针对公路桥梁结构的常见病害和加固技术展开讨论.     

索支撑五、六边形网格单层球面网壳结构研究

文章利用有限元软件3D3S和ABAQUS,以六边形对角布索方案建立了跨度50m,矢跨比1/5的索支撑五、六边形网格单层球面网壳和相应的单层球面网壳的数值模型,对其杆件应力比、刚度、动力特性和稳定性进行了比较研究.结果表明,该类型索支撑单层球面网壳的力学性能均优于相应的五、六边形网格单层网壳结构;索支撑五、六边形网格单层网壳的杆件分布相对较为稀疏,具有较好的建筑视觉效果.     

网格尺寸效应对蜂窝空腹楼盖静力性能的影响

使用ANSYS有限元结构分析软件，针对正六边形蜂窝型空腹夹层板楼盖进行分析。分析影响正六边形蜂窝型空腹夹层板楼盖中划分网格的尺寸效应，对比分析了此种结构与正交正放网格空腹夹层楼盖的网格尺寸与楼盖承载能力之间的效应关系。结果表明，正六边形蜂窝型空腹夹层板的网格尺寸效应比较明显，在合适的网格尺寸下，其钢-混凝土共同作用更加充分，经济效益更加优秀。此外，分析了混凝土表层板厚度对此种结构网格尺寸效应的影响，结果表明，增加混凝土表层板厚度，对于楼盖的承载力有正向增益，同时对结构的网格尺寸效应影响较大。     

碾盘山水利枢纽泄水闸闸墩门机大梁支撑桁架安全稳定分析

为保障碾盘山水利枢纽泄水闸闸墩门机大梁支撑桁架运行安全,采用SAP2000三维结构整体性能分析与设计计算软件对支撑桁架和锚固系统进行计算,混凝土浇筑施工时,分别就桁架Ⅰ型和桁架Ⅱ型、单个钢牛腿强度、刚度和稳定性等问题进行计算并分析比较结果。结果表明,大梁支撑桁架及钢牛腿等强度、刚度和稳定性满足施工要求。     

三杆张拉整体的结构刚度分析

三杆张拉整体结构是张拉整体结构体系的基础,为了更好的研究张拉整体结构体系的力学性能,本文对三杆张拉整体结构刚度影响因素进行了研究。根据张拉整体的构型理论,利用Matlab软件编程,建立了三杆张拉整体结构的数学模型以及有限元模型。通过数值仿真计算,分析了在轴向力和扭矩作用下,预紧力、材料弹性模量以及构件截面尺寸对结构轴向、径向、扭转变形的影响。由仿真计算数据结果得出:对张拉整体结构刚度的主要影响因素是预紧力,而材料弹性模量、构件截面尺寸等影响因素次之,该结论为改善张拉整体结构刚度提供了一定的理论支持。     

楔形蜂窝工字钢压弯构件静力性能研究

为了节省钢材、提高构件的刚度和强度,在楔形构件和蜂窝梁的基础上提出了楔形蜂窝构件.介绍了楔形蜂窝构件的制作方法,采用试验研究了楔率和开孔尺寸对悬臂楔形蜂窝构件刚度和抗弯承载力的影响.在试验研究的基础上,建立楔形蜂窝构件的有限元模型,研究了悬臂楔形蜂窝构件塑性区域的应力和应变的分布情况.研究结果表明,将H型钢切割制成楔形蜂窝构件,抗弯刚度和强度明显提高.悬臂楔形蜂窝构件的极限承载力和刚度主要取决于构件大头的截面高度.当孔洞大小相等时,楔率增大,制成的楔形蜂窝构件大头截面变高,构件的刚度增大.当轴压比较小时,悬臂楔形蜂窝压弯构件可以近似的采用塑性铰模型;当轴压比较大时,利用塑性铰模型分析是不合适的.