一种基于蜂窝复合板材的结构计算方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114861255A(43)申请公布日2022.08.05(21)申请号202210327693.X(22)申请日2022.03.30(71)申请人武汉凌云建筑装饰工程有限公司地址430000湖北省武汉市东西湖区金银湖地区金山大道以南综合办公楼1－19层（12）(72)发明人肖波胡忠明朱裕良邱念(74)专利代理机构武汉智慧恒知识产权代理事务所(特殊普通合伙)42232专利代理师彭冲(51)Int.Cl.G06F30/13(2020.01)权利要求书2页说明书6页附图4页(54)发明名称一种基于蜂窝复合板材的结构计算方法(57)摘要本发明公开了一种基于蜂窝复合板材的结构计算方法，包括：计算所述蜂窝复合板材的中性轴；根据所述中性轴y0计算板材对应的等效弯曲刚度；根据所述等效弯曲刚度计算对应层板材等效截面模量；根据对应获取的等效截面模量，计算得到对应层板材的等效厚度。本发明解决了蜂窝铝板、石材蜂窝板等多层蜂窝复合板结构分析计算受现有规范制约，缺乏计算依据的问题，使用此方法可以精确的对任意多层蜂窝复合板进行力学分析，不受板材材质、形状及边界约束的限制，而且分析出来的强度是单一材质面板的，能够直接根据其抗拉强度判断是否可以满足受力要求，可免去找不到复合板综合力学参数的麻烦，具有快速便捷的优点，具有较好的推广前景。CN114861255ACN114861255A权利要求书1/2页1.一种基于蜂窝复合板材的结构计算方法，其特征在于，包括如下步骤：分别确认当前的板材各层的材质，设其从上至下各层的板厚t依次为t1、t2、t3……tn，弹性模量E依次分别为E1、E2、E3……En，以最下侧板外缘为计算坐标原点，各层的板材形心到原点的距离r依次分别为r1、r2、r3……rn；计算所述蜂窝复合板材的中性轴y0，所述y0为中性轴距最下侧板外缘的距离；根据所述中性轴y0计算板材对应的等效弯曲刚度De；等效截面模量为ωe，分别计算最上侧板的等效截面模量、最下侧板的等效截面模量以及中间第i层板对应的等效截面模量；确认当前n层复合的蜂窝板材是否为四点支撑的蜂窝复合板材；若当前为四点支撑的蜂窝复合板材，则根据对应获取的等效弯曲刚度De和等效截面模量ωe，计算板材的挠度以及对应层板材的强度；若当前为非四点支撑的蜂窝复合板材，则计算获取最上侧板和最下侧板的的等效厚度以及中间第i层板的等效厚度，采用有限元建模的方法计算板材的挠度和各层板材的强度。2.根据权利要求1所述的基于蜂窝复合板材的结构计算方法，其特征在于：所述中性轴y0的计算公式为3.根据权利要求2所述的基于蜂窝复合板材的结构计算方法，其特征在于：所述等效弯曲刚度De的计算公式为4.根据权利要求3所述的基于蜂窝复合板材的结构计算方法，其特征在于，所述等效截面模量ωe的计算公式分别为：最上侧板的等效截面模量为最下侧板的等效截面模量为第i层板的等效截面模量，板材在中性轴上侧的为板材在中性轴下侧的为5.根据权利要求3所述的基于蜂窝复合板材的结构计算方法，其特征在于：四点支撑板材的挠度df的计算公式为其中，μ为挠度系数，η为折减系数，b为板材长边长度，w为荷载标准值。6.根据权利要求4所述的基于蜂窝复合板材的结构计算方法，其特征在于：四点支撑板2CN114861255A权利要求书2/2页材的强度σ的计算公式为其中，m为弯矩系数，b为板材长边长度，w为荷载设计值。7.根据权利要求4所述的基于蜂窝复合板材的结构计算方法，其特征在于：所述等效厚度te的计算公式为即Ie为取1mm微段的惯性矩。3CN114861255A说明书1/6页一种基于蜂窝复合板材的结构计算方法技术领域[0001]本发明涉及幕墙建筑技术领域，尤其涉及一种基于蜂窝复合板材的结构计算方法。背景技术[0002]复合板材在幕墙行业中的应用越来越广泛，例如蜂窝石材复合板、蜂窝复合铝板、蜂窝钛金板等。相对传统的板材来说，这些新型板材的计算比较复杂。基于现行规范，对这些特殊的板材目前还无法进行精确的力学分析，原因如下：[0003]1、对于蜂窝复合铝板，现行国家规范JGJ133‑2001《金属与石材幕墙工程技术规范》给出了材料在不同厚度下的弹性模量和泊松比，但是抗拉强度只提供了20mm厚的数据，其他厚度的强度无从得知，便需要厂家配合做检测报告，但是报告里面也不一定能找到计算需要的强度，即使有往往也与理论上偏差非常大，不同厂家之间提供的结果也是有差异的。导致计算结果不太可信，一定程度上会存在安全隐患或影响经济效益。[0004]2、对于蜂窝石材复合板，现行国家规范JGJ336‑2016《人造板材幕墙工程技术规范》提供了相应的计算方法，但是存在局限性，例如，规范中只给了4点支撑蜂窝石材的解析算法，而实际项目中存在6