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北京内墙变形缝生产厂家【建筑变形缝供应商】

发布日期:2018-11-03|变形缝生产厂家小编
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刚度与强度有什么关系?嗯,北京承重变形缝工程师可能还记得学习组合梁设计,柱设计,或梁的受压加固。包括这些主题的课程引入了“n”因素。这就是决定材料间弹性模量比率的因素。在计算中,将不同材料的刚度转换为普通的刚度。这是理解刚度在一个截面中力的分配中起作用的基础。

然而,材料刚度、弹性模量和截面面积并不是影响力流分布的唯一因素。几何约束,如杆件长度、支承条件和截面特性都会影响系统中的力流。事实上,所有的结构工程都是由结构中构件之间的刚度比决定的。力流定义为所有内部系统力的分布,如轴向力、弯矩、剪切力和扭转力。

为了探讨刚度和强度的影响,本文讨论了两个系统:(1)结构静力系统和(2)连接。

为什么这很重要?结构构件变形的相容性是安全结构的基础。如果组件之间没有兼容性,那么它们很容易被过度强调,结果可能会逐渐失效。

结构系统

通常,成员连接以承载相同的负载,尽管有时情况可能不是这样。在这种情况下,荷载是按其刚度的比例分配给成员的。

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图1.解析模型连接梁。

一个简单的模型可以显示不同刚度的构件之间的交互作用(图1)梁的尺寸最初是独立的,没有连接的梁的基础上的线性负载为500磅每线脚(PLF)。从得到的弯矩出发,对20英尺长的顶梁选择W10x15,对30英尺长的底部梁选择W10x30。

连接时,顶梁弯矩增加155%,底梁弯矩降低33.5%。北京承重变形缝这一差异是由于顶部梁比底部梁的长度更短而使其明显变硬的结果。它实质上“抢”了底部梁的载荷。顶部梁的尺寸必须增加,以消除过应力,而底部梁的尺寸保持不变。顶部梁必须增加到W10x30,才能获得承受从底部梁上脱落的增加的荷载的强度。增大截面会导致更大的截面模量,更大的转动惯量。从截面模量和转动惯量这两个项上可以看出,北京内墙顶棚变形缝转动惯量和刚度增加了2.5倍,截面模量增加了2.3,这与所期望的相反。(节模S=BD)2/6;转动惯量i=bd3/12;b=宽度,d=深度图2a).

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图2a顶梁尺寸的影响增大。

另一个解决办法是增加底部梁的刚度。北京内墙顶棚变形缝在这种情况下,底部梁被增加到一个W14x38,以获得刚度,以消除向顶部梁的负荷脱落,而顶部梁的大小保持不变。图2b显示了这两根光束之间的相互作用。请注意,第二个解决方案更经济。在第一个场景中,结构增加了300磅,而在第二个场景中,钢的重量只增加了240磅。然而,光束深度从10英寸增加到14英寸。选择14英寸深梁是因为转动惯量和刚度明显增加,而重量却没有大幅度增加。如果深度不能超过10英寸,那么光束的尺寸就必须变成W10x68。第三种解决办法是改变下梁的边界条件,即限制支撑处的旋转。

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图2b.底部梁尺寸的影响增大。

那么,这些条件在实践中是在哪里发生的呢?它们比人们可能意识到的要广泛得多。

北京常用的屋面变形缝做法一个简单的例子是一个木屋结构,以形成宿舍,在住宅中经常使用。图3)山脊梁由倾斜的萝卜连接到山谷的萝卜上。屋顶护套是2×6舌和槽板,提供非常有限的隔膜作用。这些结构中的成员通常是根据贡献载荷和跨度设计的,而不考虑它们之间的相互联系。因此,负载共享被忽略。然而,如果对结构进行三维分析,以反映构件之间的荷载分担情况,则很明显,假定的荷载分配是不正确的,对于假定的“贡献”荷载,适当尺寸的山脊构件是过载的。这种行为类似于上面示例中演示的行为。

图3.一个在木屋顶上分担载荷的例子。

再一次,原因是山脊构件比山谷拉面更坚硬,在总荷载中所占的份额更大。大多数工程师都会增加山脊的尺寸,通常是深度,因为这在抵抗力矩方面更有效。然而,需要的是修改它的刚度和强度。如上例所示(图2a2B),尺寸的增加,特别是深度的增加,增加了截面模量。同时,转动惯量也增加了一个较大的因素。刚度的增加会吸引更多的载荷,从而产生更大的力矩。

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图4.“浮动”屋顶板在缆索屋顶。

研究应力和应变的相容性是衡量材料刚度和截面的一个指标,北京地区变形缝供应商在结合不同应力能力和或应力/应变行为的截面时是非常必要的。一个例子是用预制屋面板覆盖的电缆屋顶(图4)屋面板由支撑金属屋顶甲板的托梁组成。边缘成员围绕面板形成边界,支持甲板的长边和托梁在短边。

这些面板是预制的,并被吊到电缆网上。沿着电缆的构件被夹紧到电缆上,以防止面板滑动,并抵抗风的抬升。电缆的弹性模量(E)为20×10。6每平方英寸基普斯(KSI),其工作强度为90 KSI,安全系数为2.2。夹紧在缆索上的边缘构件是一个弹性模量为29x10的结构截面。6KSI和工作压力21.7 KSI。如果电缆和边缘构件牢固地连接在一起,就必须检查应变的兼容性。电缆在放置面板之前先预张至其允许容量的50%.电缆的预荷载和最大荷载的差异应变为(0.5x90)/(20x10)。6)=2.25x10-6,边缘成员为21.7/(29x10)。6) = .75×10-6。这意味着电缆在满载下的应变比边缘构件的允许应变大3倍,这将导致边缘构件的失效。解决方案是严格地将面板的边缘成员固定在一个位置上,并允许其他连接滑动。这些额外的连接是为了抵抗风的抬升而需要的。滑动连接的细节包括在管道内表面的电缆表面之间带有氯丁橡胶衬里的分裂管。裂开的管道用“U”螺栓固定在电缆上。

在一些结构体系中,变形增加了它们的能力。在悬链线系统中,北京地区变形缝供应商弹性变形放大了垂度,从而增大了它的承载能力。膜结构和缆索结构通常包括连体。

连接

在连接中探索兼容性的重要性怎么强调也不为过。然而,详细的自由体分析在连接中的负载转移往往被忽略.

连接兼容性的一个例子是加强梁的盖板的连接。盖板与梁翼缘的端部连接是一个关键区域,因为盖板应变必须“赶上”梁法兰的应变。

载荷通过焊接从上法兰转移到盖板上。北京内墙变形缝焊接提供了两个组成部分之间的剪切连接。因此,焊缝的剪切能力对连接的完整性至关重要。利用自由体图,观察盖板与法兰的连接面积之间的应变相容性,可以确定焊缝以及盖板端部的形状。法兰在载荷作用下,因而发生变形。为了安全地传递载荷,盖板需要适应这种变形。可以传递多少载荷的极限是由连接板和法兰的焊缝的容量来确定的。盖板截面的局部刚度决定了所吸引的荷载的大小。在设计中,可以裁剪盖板末端的形状,从而操纵载荷传递的大小以匹配焊缝的容量或使焊缝与盖板的刚度相匹配。以下是一个例子:

W30x132梁的弯矩为665英尺,产生弯曲应力(F)。b)21 KSI。一英寸厚的盖板将焊接到梁的法兰上.在盖板中,由梁法兰中的应力引起的应变必须是相同的。钢板焊接在法兰上

3⁄8英寸角焊缝.焊接容量为每英寸5.6基普斯。对于板两侧的焊缝,可传递的载荷为F=2x5.8=11.6Kips/英寸。在此位置,盖板局部增加的面积不应超过A=F/f。b;

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图5.盖板的末端细节。

a=11。6/21=.552平方英寸这里使用法兰的应力,北京内墙变形缝因为盖板的应变必须与法兰的应变相匹配。翼缘和盖板的弹性模量(E)相同。因此,1英寸以上板宽的差值增加为.552/0.75=.736。板边的两边在平面上都是锥形的。因此,锥度为2/.736或1:0.368或1英寸:3⁄8英寸(图5)在本例中,传递的总载荷的大小取决于板的宽度。随着荷载的增加,梁翼缘的应力水平降低,理论上,锥度的斜率会增大。更实际的解决办法是减小焊接尺寸。

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图6.木制围巾接头。

木接缝中的围巾接合(图6)使用相同的主体。北京不锈钢变形缝通过使连接的部分互相挤压,在不过度强调胶水线的情况下实现了平稳的载荷传递。它们通常用于延长成员的长度。这些连接的失效通常起源于锥形接头的顶端。如果胶水线在这个位置失效,接头“剥离”分开。原因是残余胶水线的应力增加。

连接件的刚度如何影响其性能的另一个例子可以用宽法兰梁的简单螺栓连接来显示。一个梁中的力通过拼接板传递给另一个梁。

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图7.钢梁拼接

在腹板的每一边,在法兰的外面,以及法兰的底部,都用螺栓连接(图7)连接螺栓采用双剪加载。法兰外侧的板与法兰下部的板不同。外板的宽度可以是法兰的全宽度。每个凸缘底部的板被放置在腹板的每一侧,以清除腹板和圆角,因此,这些板的组合宽度小于顶板的宽度。双剪螺栓的极限承载力只有在两个螺栓剪切面受力到最大允许剪应力的情况下才能实现。只有当上翼缘板的应变等于底板的应变时,才能发生这种情况。因此,顶板的面积必须等于“法兰下板”的面积之和。由于腹板和圆角的干涉,翼缘下板的总宽度小于顶板的宽度。通过增加翼缘下板的厚度,可以得到与顶板相同的面积,从而使连接板的应变相等。

材料

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图8.不同材料的应力-应变曲线。

以上所有的例子都是基于具有纯弹性行为的材料。北京地面变形缝厂家弹性行为意味着应力/应变关系是线性的。大多数设计假设材料的行为是线性的,这样就可以很容易地推断出结构或连接的力和应力。它允许负荷效应的叠加。然而,大多数材料在较高的应力范围内表现出非线性行为。图8给出了钢、高强度钢丝、玻璃和陶瓷材料的应力-应变曲线.请注意,低碳钢在塑性范围(屈服范围)变形,但获得很少的强度。这会导致刚度的丧失。因此,在屈服范围内,构件可以将荷载分配给结构中应力较小且材料尚未达到屈服应力的其他更坚固的构件。系统中几何形状的变化可能会导致压缩构件的不稳定,必须对其进行检测。然而,钢的屈服受到材料的断裂强度和应变硬化的限制。应变硬化发生在屈服范围内的循环应力,降低了材料的延展性。

圆角焊缝如果不屈服就无法工作,北京地面变形缝厂家因为连接段之间很少能观察到应变的兼容性。只有在桥梁工作和疲劳问题是一个关注是应变兼容性的问题。

最后一句话

结构体系的刚度分布影响其力的流动。通过对其刚度的控制,可以重新安排力和力矩的分布。结构中的部件很少是孤立的,尽管通常假定它们是孤立的。考虑到构件之间的变形和应变的兼容性,人们可以更好地理解力和力矩的分布,这可能导致一个更经济和更安全的设计。有分析这些关系的计算机程序,更多的程序可以结合材料的非线性行为。然而,由于有限元分析不能反映材料的塑性,因此对连接件的有限元分析往往会导致不切实际的结果。

在纯弹性材料的设计中,应变相容性的评估是必不可少的。北京地面变形缝厂家没有这一点,序贯性或渐进性失败的可能性就很高

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