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任意三角形玻璃面板彎曲問(wèn)題研究

來(lái)源:中國(guó)幕墻網(wǎng)收集整理  作者:姜仁  日期:2009-4-1
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  【專家檔案】
  專家姓名:姜仁 
  技術(shù)職稱:研究員(教授)  
  技術(shù)職務(wù):副
  

  【專家檔案】
  專家姓名:姜仁 
  技術(shù)職稱:研究員(教授)  
  技術(shù)職務(wù):副主任
  專長(zhǎng):建筑幕墻性能檢測(cè);計(jì)算機(jī)軟件開(kāi)發(fā)。
從事專業(yè): 1、建筑門窗幕墻產(chǎn)品校準(zhǔn),性能檢測(cè)類、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的編寫。2、門窗、幕墻樣品的性能檢測(cè)。3、CAD計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件的開(kāi)發(fā)。4、幕墻工程技術(shù)咨詢。    <<<<專家詳細(xì)資料及論文集



  1.概述
  近些年,造型各異的玻璃幕墻采光頂成為時(shí)尚建筑的標(biāo)志,過(guò)有限的三維空間,讓建筑實(shí)現(xiàn)建筑師無(wú)盡想像.為實(shí)現(xiàn)這些空間造型,不得不采用大量等腰三角形、直角三角形和等腰梯形等面板進(jìn)行曲面模擬。但目前各類規(guī)范、設(shè)計(jì)手冊(cè)均無(wú)相關(guān)的設(shè)計(jì)計(jì)算方法,為此,筆者對(duì)這些異形板材的承載性能進(jìn)行了研究,取得一些科研成果,希望對(duì)該類面板的設(shè)計(jì)有所幫助。

  早在18世紀(jì)初,一些學(xué)者就對(duì)彈性薄板撓曲問(wèn)題做了研究,經(jīng)過(guò)三個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展,彈性薄板相關(guān)理論比較完善,求解方法也相當(dāng)豐富,已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于實(shí)際工程之中,但到目前為止.只有幾種形狀規(guī)則的彈性薄板撓曲得到了精確解,大部分彈性薄板得到的依然是近似解,而在工程實(shí)踐中,一些薄板支承條件多種多樣,本文以均勻分布載荷作用下三邊簡(jiǎn)支玻璃面板為例,采用數(shù)值解法進(jìn)行分析,對(duì)其撓曲方程進(jìn)行討論,采用有限元分析軟件進(jìn)行大量試算分析,并將計(jì)算表格結(jié)果與其精確解作一比較,以此闡明有限元法易應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)。

  在均勻分布載荷作用下三邊簡(jiǎn)支等邊三角形、直角三角形面板的撓度彎矩已有精確解。筆者用有限元計(jì)算軟件Ansys哪對(duì)任意三角形面板進(jìn)行了數(shù)值模擬,得到基于有限元的計(jì)算表格,對(duì)無(wú)法采用有限元計(jì)算的技術(shù)人員,可以通過(guò)插值方式進(jìn)行三角形板的設(shè)計(jì)算。在工程實(shí)踐中,技術(shù)人員可將本文提供的計(jì)算表格和有限元模擬計(jì)算技術(shù)有效地結(jié)合起來(lái),起到相互檢驗(yàn)的作用。


  2.基本微分方程和邊界條件

  求解薄板撓度和彎矩間題,在力學(xué)中有許多方法,如納維解法、李維解法、能量法、數(shù)值近似法、彎矩分配法和有限元法等。這些求解理論在研究板的彎曲時(shí),需要進(jìn)行如下的假設(shè):

  (1)板的中間面為板的中性面;

  (2)板的撓度w與其厚度t相比較小,即采用小撓度理論,一些資料規(guī)定t小于w;

  (3)受彎板的中間面為可展面,同時(shí)彎曲時(shí)不產(chǎn)生延伸;

  (4)符合板應(yīng)力體系,即材料是彈性的,應(yīng)力和應(yīng)變符合胡克定律,作用在邊緣上的所有力沿厚度方向均勻分布。

  5.大撓度理論的討論
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