蜂窝梁的设计

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蜂窝梁总结报告

蜂窝梁总结报告

关于“蜂窝梁”的总结报告1.蜂窝梁的发展概况和发展趋势蜂窝梁是用宽翼缘工字钢(H型钢)或普通工字钢,按一定的折线或圆弧切割后,再错位焊接而成的空腹梁。

其另一种做法是,直接在实腹梁上切割或者锻压成孔。

蜂窝梁的开孔形式有多种,最初有六边形和八边形,后来又有了圆孔、矩形孔和椭圆孔等,这些孔一般有规律的“一”排开。

蜂窝梁最初从国外开始发展,1910年美国芝加哥桥梁和钢铁公司的H.E.Horto便开始使用蜂窝梁,由于蜂窝梁是复杂的非等截面杆件,其内部应力复杂,故在蜂窝梁的早期使用中,因为没有适用的计算方法,便只能依据厂家提供的选用表进行设计。

到了上世纪50年代后,出现了以费式空腹桁架法为为代表的简化计算方法,后这种方法经过改进,至此有关蜂窝梁的理论计算方法走向成熟。

至70年代,欧美、日以及前苏联等国家将蜂窝梁的设计列入规范,其中应力分析采用费式空腹桁架法;而挠度计算,大多数国家采用实用估算法,只有少数国家采用复杂的费式空腹桁架法;对于蜂窝梁整体稳定性与局部稳定性的研究尚处于初步阶段,现在只有个别国家的规范中给出了稳定性计算的公式。

现在国外发达国家蜂窝梁的制作,早就采用了自动化的工艺流程。

蜂窝梁被广泛应用于桥梁、厂房、办公楼、高层建筑、大跨度建筑、轮船及吊车桥架等许多领域。

而我国在蜂窝梁的研究与应用方面则起步较晚,上世纪50到70年代,因为钢铁贵而人工费便宜等特殊国情,而限制使用钢结构,只有鞍钢、重钢、攀钢和首钢等冶金企业少量使用过蜂窝梁。

到80年代,蜂窝梁才在我国开始逐渐推广开来,1980年冶金部建筑研究总院和重庆钢铁设计研究院为宝山钢铁公司设计和试验了18m长的蜂窝梁檩条。

当前对于蜂窝梁的研究,是要促使蜂窝梁朝着大跨度、强度和刚度更高、稳定性能更好、内部受力更趋均匀合理、社会经济效益更加显著、外观形式更加美观等方向发展,预期蜂窝梁将会在我国得到更加广泛的应用,也必然会随处可见。

一些发达国家现在已经将蜂窝梁设计纳入设计规范,并在制作上朝着定型化和标准化的方向发展。

钢结构蜂窝梁的设计及经济性评价

钢结构蜂窝梁的设计及经济性评价

钢结构蜂窝梁的设计及经济性评价作者:张飞燕来源:《价值工程》2018年第11期摘要:蜂窝梁是将工字钢或热轧H型钢经过切割、组装、焊接而成的带腹板孔洞的钢梁。

其自重轻、承载力高、美观、经济等优点使其在实际工程中越来越广泛应用。

本文在以往研究基础上,总结了蜂窝钢梁的结构形式、设计方法并进行了简要的经济评价,为将来的工程设计人员及研究人员提供参考。

Abstract: Castellated beam is a steel beam with web hole made by cutting, assembling and welding the H-beam or hot-rolled H-beam. Its light weight, high carrying capacity, nice shape,economical efficiency and other advantages make it more widely used in practical engineering. Based on previous research, this paper summarizes the structural form and design method of the castellated beam and carries out a brief economic evaluation, which will provide reference for future engineering designers and researchers.关键词:蜂窝梁;钢结构;承载力;刚度;稳定性;经济性Key words: castellated beams;steel structure;bearing capacity;stiffness;stability;economy中图分类号:TU391 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2018)11-0149-030 引言蜂窝钢梁是一种在腹板部分按不同形式(六边形、八边形、圆形、矩形等)成排开孔的热轧H型钢或工字钢,具有较轻的自重、承载力高、美观、实用、经济等优点,其截面高度为原来型钢的1.3至1.6倍,能够较大地提高型钢梁的刚度和抗弯承载力,在不影响承载力的情况下,能够节约25%至50%的钢材,节约安装运输费用及油漆费用约15%至30%,且蜂窝梁形成的成排的孔洞不仅美观又方便安装电线管道,能够有效减小建筑的层高问题,尤其对于高层建筑非常有利。

蜂窝梁的名词解释

蜂窝梁的名词解释

蜂窝梁的名词解释蜂窝梁是一种结构材料,它的名字来源于类似蜂巢的形状。

它由无数小六角柱状的单元组成,这些单元之间形成了一种网状的结构。

蜂窝梁的特殊结构使其具有许多独特的性质和应用。

首先,蜂窝梁的结构给予它出色的强度和刚度。

正因为其类似蜂巢形状的排列,它可以在各个方向上均匀地分散和传递负载。

这使得蜂窝梁在各种应用中具有优异的抗压能力,能够承受大量的重量而不会变形或破断。

比如,蜂窝梁常用于航空航天领域的制造中,用于构建飞机和航天器的机身、机翼等部件,以确保其在高速和高温环境下的耐久性和安全性。

其次,蜂窝梁具有较轻的重量。

由于其结构中间大部分是空隙,而只有少量的实体材料,蜂窝梁的密度相对较低,重量较轻。

这使得蜂窝梁在需要减轻重量的应用中非常受欢迎,例如汽车和船舶制造领域。

相比实心材料,使用蜂窝梁可以有效减少整个结构的重量,提高燃油效率和运载能力。

除了强度和轻量化的优点外,蜂窝梁还具有良好的隔热性能。

由于结构中充满许多小空隙,热能传递的路径被大大延长,使得热量无法轻易传导过来。

这种隔热性使得蜂窝梁在建筑领域中广泛使用,用于墙体、屋顶和地板等部分,以提高建筑的能效并降低能源消耗。

此外,蜂窝梁还具备良好的吸音性能。

结构中的空隙能够吸收和分散声波,降低噪音的传播。

因此,蜂窝梁常用于声学环境要求较高的场所,如音乐厅、影院和录音棚等,以改善音质和提供更好的听觉体验。

除了以上提到的优点,蜂窝梁还有许多其他应用。

例如,蜂窝梁可以用于制造过滤器,通过控制空隙大小和形状,将不同大小的颗粒分离。

它还可以用于制造隔离板,以防止传播烟雾、气味或有害物质。

此外,蜂窝梁还可以用于制作家具、包装材料和运动器材等。

综上所述,蜂窝梁是一种具有特殊结构的材料,具有优异的强度、轻量化、隔热性和吸音性能等特点。

在航空航天、汽车船舶、建筑、声学和过滤等领域都有广泛的应用,并且还具备许多其他用途。

蜂窝梁的发展将为各行业提供更多创新和解决方案,推动科技的进步和社会的发展。

蜂窝梁设计及应用

蜂窝梁设计及应用

蜂窝梁设计及应用一.蜂窝梁简介蜂窝梁是在H型腹板上按一定的拆线进行切割后变换位置重新焊接组合而成的新型梁,中科大窝梁的截面高度与原H型钢的截面设计H之比为扩张比,一般在 1.2-1.7之间。

由于扩张后增大了截面惯性矩和抵抗矩,所以显著提高了梁的刚度和强度,在梁本身自重减轻的情况下梁能承受更大的荷载,应用于更大的跨度,节省钢材、运输安装费用,有很可观的经济价值。

蜂窝梁腹板的也孔洞既又便于布设管线,可以减少建筑层高,整体上减少建筑造价。

二.强度计算国外有些规范已经列入蜂窝梁计算公式,如英国BS5950、前苏联钢结构设计规范(82)、日本钢结构协会也提供了一套蜂窝梁的简化计算公式等。

目前国内已经有不少有关蜂窝梁的论文,还没有相关的规范列入蜂窝梁的计算,在实际工程中没有可以遵循的标准,给实际的设计工程带来了很多问题。

1.正截面强度验算(2)在剪力作用下,空腹截面处总剪力按刚度分配于上、下两个T形截面;(3)由剪力引起的弯矩,反弯点出现在每个孔洞的垂直中心线上。

包头钢铁设计研究院编写的《钢结构设计与计算》一书上提出的公式如下:V1V2V(1)其中V为截面总剪力;V1为上T型截面剪力2V2为下T型截面剪力按计算的假定,最大正应力发生在蜂窝梁T形截面部分两端的腹板孔角点上,即上图中b点或c点。

对于上下T形蜂窝梁,其抗弯强度的计算公式为M某Vl2f(2)hcAT4WT其中AT――梁T形截面的净面积l2――梁蜂窝孔上下两边的边长WT――梁T形截面的腹板边缘处的净截面抵抗矩由于弯矩和剪力都产生正应力,最大弯矩和最大剪力一般不在同一位置,所以产生最大正应力的截面即控制截面一般不在弯矩最大处或剪力最大处。

对于受均布荷载作用的简支梁,控制截面在距离梁某处附近的蜂窝孔中点处,应采用该处的弯矩和剪力验算抗弯强度。

某值可按下式计算:某lhcATl2(3)其中l为梁的跨度24WT对于其它情况的梁,可近似地对梁端第一个孔中央、1/4跨度处和跨度中央分别进行验算。

大跨度工业厂房中六边形蜂窝梁简化设计方法

大跨度工业厂房中六边形蜂窝梁简化设计方法
第3 9卷 第 7期 2 0 1 3NXI ARCHn ECTURE
VD 1 . 3 9 No. 7
Ma r . 2 0 1 3
・33 ・

结 构
・抗 震

文章编号 : 1 0 0 9 ・ 6 8 2 5 f 2 0 1 3 ) 0 7 ・ 0 0 3 3 — 0 3
大 同市新成特 炭有 限公 司成立于 2 0 0 7年 8月 , 位于山西省大 同市新荣 区花 园屯乡工业 园区。 目前 公司 总资产 3 . 2亿 元 , 拥 有 压型 、 一次焙烧 、 浸渍 、 隧 道窑 、 石墨 化、 机加 工 、 包装 等炭 素制 品 生产 的全部工艺配套车 间, 产品年综合生产 能力 已达 2万 t , 是 国 内最大 的特炭生产 基地 。公 司产 品远销 欧 、 美、 日、 德等 国家 , 是 大 同市 出 口创 汇的骨 干企业 。大 同市新 成特 炭有 限公 司在生 产 特种细颗粒炭 素石 墨制 品的实践 中 , 已摸索 出一套成熟 的技术 制 造工艺 , 并且 在生产实践中 自主研发和研制 出了多项生 产技术设
2 当前工业厂房 中蜂窝梁技术应用情况
自从 1 9 8 7年引入蜂 窝梁 的概 念之后 , 它 们 已经成 为钢结 构
它已经被用在 了将 近二十几个 国 材料 、 太阳能光伏产业 拉制单 晶硅 用石墨 热场 等领域 , 是 现代 化 发展史上最重要 的一个里程碑 , 家的 6 5 0 0多个大型项 目上 , 是 国外 房屋建筑 中常见 的一种构 件 工业 、 高新技 术发展及 新能源开发利用产业必不 可少 的非金属 材
备 。公司细颗粒特种石墨产 品具有结 构均匀 、 耐高 温 、 耐 高压 、 耐
腐蚀 、 抗 氧化 性强 、 抗 渗透性 强 、 气孔率 低等优 点 , 可 广泛应 用 于 冶金 、 机械、 耐火 、 化工 、 电子 、 精密 仪器 铸造 、 太 阳能 热发 电储 热

蜂巢结构的运用

蜂巢结构的运用

蜂巢结构的运用蜂巢结构是一种模仿蜜蜂巢穴网络的结构设计,它在很多领域得到了广泛的运用。

蜂巢结构的特点是:轻量、高强度、刚性和高效率,正是因为这些特性,它被应用于许多工程和科学领域。

首先,在建筑领域,蜂巢结构被广泛应用于建筑物的立面设计和支撑结构。

由于蜂巢结构具有优异的强度和轻量性能,它可以在降低建筑物自身重量的同时提供足够的承载能力。

此外,蜂巢结构还可以通过合理布局和优化设计来提高建筑物的能源效率,提供更好的保温和隔音效果。

其次,在航空航天领域,蜂巢结构被广泛应用于飞机和航天器的结构设计。

蜂巢结构的高强度和轻量性使得飞机和航天器能够在飞行过程中减少燃料消耗,提高飞行效率。

此外,蜂巢结构的刚性和稳定性能还可以提供良好的阻尼效果,减少飞行过程中的振动和噪音。

另外,蜂巢结构还被应用于汽车、火车和船舶等交通工具的设计中。

蜂巢结构的轻量和高强度特性可以减轻交通工具的重量,提高燃油经济性和行驶效率。

此外,蜂巢结构还能够提供良好的吸能和缓冲效果,增加乘坐安全性。

此外,蜂巢结构还被应用于电子设备和通信设备的外壳设计。

蜂巢结构可以提供良好的机械强度和抗震性能,保护设备免受外部冲击和震动。

同时,蜂巢结构还可以提供良好的散热性能,保持设备的稳定工作温度。

除了上述领域,蜂巢结构还可以应用于包装材料、过滤器、声学材料、太阳能电池板等领域。

它的广泛运用,不仅提高了产品的性能和质量,也推动了相关领域的技术创新和发展。

综上所述,蜂巢结构作为一种优秀的结构设计,具有轻量、高强度、刚性和高效率等特点,被广泛应用于建筑、航空航天、交通工具、电子设备等多个领域,为各个行业提供了创新的解决方案。

蜂窝梁模型设计及其破坏模式和滞回性能分析

蜂窝梁模型设计及其破坏模式和滞回性能分析

【 摘要 】 绍了利用 I0 介 1 工字型钢设 计在一定扩张比下具有圆孔的蜂 窝梁模型进行 的研究, 该模型可 以按相似比模拟工程应用
中大跨度蜂 窝梁。通过建立有限元模 型并应用 A S S NY 软件对简支圆孔蜂 窝梁在反 复单项荷栽、 反复双项荷栽和反 复面荷栽作用 下的破坏模 式和滞回性能进行 了分析 , 得到蜂 窝粱在 不同荷栽作 用下的工作性能, 为工程设计提供参考 。
都 在直线 2 , 上 圆弧都 与直 线 2 相切 , 上下半 圆弧的交 点
在直 线 2上 。然后 沿着 圆弧 线 3和 直线 4切割该 型钢 , 得
到 圆孔蜂窝 梁上下两 部分 , 两部 分错动半个 厶, 沿 把这 并
装 提供 了空 间 , 因而蜂 窝梁在 国内外工程 中得
到广泛应用 。
【 b t c] h I0 emiue tds nh cr l -oe at le ba n etepcf epnin aoT e dla A sr tT e 1 ba s sdo ei te i ua h lcs l t emu dr seic x as rt . mo ecn a g c r ea d h i o ih
【 中图分类号】 u 2 .: U3 1 T 3 3 T 1 3 【 文献标志码】 A 【 文章编号】 0 79 6 (0 1O .0 60 1 0.4 72 1) 104 -4
图 l , 这两 组直线交 错画 出上半 圆弧 和下半 圆弧 , a在 圆心
1 引言
蜂 窝梁是在 宽翼缘 H型钢或 工字型钢 的腹板上 有规 律的按一定 的圆弧 或折现 切割后错位 焊接 而成的变截 面 构件 。由于 截面 高度较原 型钢有较大 的增加 , 而提高 了 从 梁的抗弯 刚度和承载 力 , 达到 节省钢材 的 目的 。 梁 自重较实 腹梁轻 , 外观漂亮 , 为管道设 备安 又

复合材料蜂窝夹层结构的优化设计

复合材料蜂窝夹层结构的优化设计

复合材料蜂窝夹层结构的优化设计一、引言复合材料蜂窝夹层结构是一种新型的轻质高强材料结构,其具有优异的力学性能和重量比。

因此,在航空航天、汽车、船舶等领域中得到广泛应用。

本文将对复合材料蜂窝夹层结构的优化设计进行探讨。

二、复合材料蜂窝夹层结构的组成复合材料蜂窝夹层结构由三部分组成:面板、蜂窝芯和面板。

其中,面板是由复合材料制成的,通常采用碳纤维或玻璃纤维增强塑料;蜂窝芯是由铝或塑料等轻质材料制成,具有良好的抗压性能;最后一层面板与第一层面板相同。

三、复合材料蜂窝夹层结构的力学性能1. 抗弯强度高:由于采用了轻质高强度的蜂窝芯,使得该结构在承受外力时能够有效地抵抗弯曲变形。

2. 抗压性好:由于采用了铝或塑料等轻质材料作为蜂窝芯,使得该结构在承受外力时能够有效地抵抗压缩变形。

3. 重量轻:由于采用了轻质材料和蜂窝结构,使得该结构的重量比传统材料结构降低了约50%。

4. 热膨胀系数低:由于面板和蜂窝芯的热膨胀系数不同,因此在温度变化时不易发生破裂和变形。

四、复合材料蜂窝夹层结构的优化设计1. 面板厚度的优化设计:面板厚度对复合材料蜂窝夹层结构的强度和重量有着较大的影响。

一般来说,面板越厚,强度越高,但重量也会相应增加。

因此,在优化设计中需要根据具体使用场景和要求选择合适的面板厚度。

2. 蜂窝芯密度的优化设计:蜂窝芯密度对复合材料蜂窝夹层结构的强度和重量也有着较大的影响。

一般来说,密度越小,重量越轻,但强度也会相应减弱。

因此,在优化设计中需要根据具体使用场景和要求选择合适的蜂窝芯密度。

3. 面板和蜂窝芯的材料选择:面板和蜂窝芯的材料选择也是影响复合材料蜂窝夹层结构性能的重要因素。

一般来说,面板采用碳纤维或玻璃纤维增强塑料,而蜂窝芯则采用铝或塑料等轻质材料。

4. 夹层结构的优化设计:夹层结构的优化设计也是影响复合材料蜂窝夹层结构性能的重要因素。

一般来说,采用对称夹层结构可以使得该结构在承受外力时具有更好的抗弯强度和抗压性能。

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Ab la tT i at l il tde h e s it fte h n y o em n teb i rsels u tr sr c : hs r cemany s iste fai ly o o ec mb b a i ol te t cue i u bi h h e r
o t n t 、 g n t it nteh n c m ] I d sg . f r g r i a d s blyi o eo se h i d a i h b  ̄a l ein l Ke wo d : o e cm e n em;ep n in rt ;s e  ̄hd s nv le y r s h n yo b h r ;b a o x a so ai t a ei au o r g
蜂 窝 梁 的 设 计
杨桂华
( 尔滨锅炉厂有限责任公司, 哈 黑龙江 哈 尔滨 104) 506 摘 要: 主要研究蜂窝梁在锅炉钢结构设计中的可行性 , 在今后钢结构的设计中具有很大的发展前景。在锅
炉钢结 构设 计中蜂窝梁的强度 、 刚度 、 定 、 的计算方法 。 稳 焊缝
关键词 : 蜂窝梁 ; 实腹 梁 ; 扩张 比; 强度设计值
蜂窝梁的截面高度 h与原梁截面高度 之 比称
为扩张 比, 一般在 12 . 之间 , .一17 常用的扩 张比 为 15 .。由于扩 张后增 大了截 面惯性矩 和抵抗 矩, 所以显著地提高 了梁的刚度和强度 。从 而可
图 1 蜂 窝梁的形成
以充分地利用钢材的有效率 , 既可减轻锅 炉本体
第 2期
杨桂华 : 蜂窝梁的设计
・7 ・ 9
蜂窝梁腹板上开孔形状除常用的六角形外 , 用类似的方法可做成长圆形孔和方形孔的梁。蜂
较小 , 较大的孔洞并不会使弯曲应力显著增加 , 在
剪力较大的支座处, 孔洞做得较小而实腹部分较 大, 从而能降低剪力引起的应力。

窝梁有时需要变化截面高度 , 也可 以制作变高度
d s n,w i hma a r a p se t n t e f trld s n w r ei g h c y h s ge t r p c u a e i ok.I as ltst e c lu ain me o o ih u g t lo r ae t ac lt t d e oh o h
蜂窝梁 , 如图 2 所示 。按图 3 进行切割组合 , 可做 成孔洞长度有变化的等高蜂窝梁 , 在跨 中处 , 剪力
般情况下 , 蜂窝梁的切割尺寸如图 4 所示 。
图 2 变高度蜂 窝梁
图 3 孔洞长度有变化的等高蜂窝梁
图 4 蜂窝梁的切割尺寸
2 蜂窝梁的强度计算
2 1 蜂窝梁的截面正应力按以下假定计算 .
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第2 期
20 06年 5 月



造B I R M OIJ AN A UR 、 F UF ( Ⅱ『 G
文章 编号 :N 3 29 20 )2 0 8 3 C 2 —14 (0 60 —07 —0
中图分 类号 :K 2 T 23 文献标识码 : B
De i n o o e c m b Be m sg fH n y o a
Y n Ct u a g  ̄i a h
( a i Bir o ,t, a i 104 ,hn) H r n oe .LdH r n 506C ia b l C b
= =
一 —
图 6 蜂窝梁的剪力

() 1
按上述假定 , 最大正应力发生在蜂窝梁 T形
截面部分两端 的腹 板孔 角点上 , 即图 6 b 中的 b () 点或 C 点。对于上下 T形截面部分相 同的蜂 窝 梁, 其抗弯强度的计算公式为 : 式中 s —— T形截面的面积矩, 当形心位于
() 1在弯矩作用下 , 应力在上下两 T 形截面上
均匀分布 , 方向相反, 如图 5a所示 ; () () 2 带孔截面 的上下两 T形截面部分按框架
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8 ・ O


制 造
总第 20期 0
应力的截面即控制截面一般不在弯矩最大处或剪
l 蜂 窝梁简介
蜂窝梁是 I 型梁腹板上按一定的折线进行切 割后变换位置重新焊接组合而形成的新型式梁 , 蜂窝梁腹板上开孔形状最常用 的为六角形 , 同 形
蜂窝 , 蜂窝梁由此得名 , 图 1 如 所示。切割后变换
位置可采用平移错开或掉头的方式进行 , 为保持
梁端头平齐 , 可切除多余 部分或加焊钢板补齐。
力最大处。对于受 均布荷载作用 的简支蜂窝粱 , 控制截面在距离梁端 处 附近 的蜂窝孔 中点处 ,
应采用该处的弯矩和剪力验算抗弯强度。x 可 值
按下式计算,



hA t c r 2
() 3
L j l

如图 5 截 面正应力计算假定
式中 f ——梁跨度。
的荷载 , 又可节省大量钢材。蜂窝梁属于空腹结
构构件 , 在跨度较大而荷载较小 的情况下 , 采用蜂
窝梁更为合理。
收 稿 日期 :05—1 20 0—1 3
作者简介 : 杨桂华(90 )哈尔滨锅炉厂有限责任公 司工程师 , 1 一, 6 长期从事锅炉设计 工作。
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对于其它情况 的梁 , 可近似地对梁端第 一个
孔中央 、 4 1 跨度处和跨度中央分 别进行验算 。 / 22 蜂窝梁的剪应 力应按公式 () . 4 对蜂窝孔上下 两边的 T 形截面( 6 进行验算 , 图 )
梁考虑 , 弯点在 T形截面部分 的跨 中, 反 如图 6 () b所示。剪力按上下 T形截面部分的刚度进行 分配 , 蜂窝梁上下 T 形截面部分一般相同, 故有 :
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