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鋼波紋參數使用環境的選擇

发表时间:2021-10-19 13:40:59

针对一些设计院单位对钢波纹一些参数使用环境的选择 我公司提出的一点理论支持


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截面特性參數的計算 (面積、慣性矩)

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方法1
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在進行結構的受力分析時,需要用到結構的截面幾何性質,而波紋鋼的相關規範中也僅僅給出了常用波形的相關截面數據,當采用的波形並不屬于規範中的常用波形時,需要自己進行相關的計算,得出截面特性參數。以下介紹波紋鋼截面的面積及慣性矩的計算方法。


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(1)面積
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面積計算是幾何性質中最爲簡單的一個。對于波紋鋼板而言,只需求出中線長度,再乘以板厚即可。波紋鋼板習慣用單位板長的面積來表示,因此將計算得到的面積除以波長,面積計算公式如下:

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(2)慣性矩
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在波紋鋼板結構物中用到的慣性矩是相對于中性軸的慣性矩,即圖1中的X軸。材料力學中的慣性矩表達式爲:


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波紋形狀較複雜,直接積分較爲複雜。根據慣性矩的定義可知,組合截面對于某坐標軸的慣性矩等于其各個組成部分對于同一坐標軸的慣性矩之和。因此,將波紋分解成圓弧段和直線段分別求慣性矩,再求和。圓弧部分對圓心所在水平軸的慣性矩。

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同一截面對于不同坐標軸的慣性矩或慣性積一般是不同的。慣性矩的數值恒爲正,而慣性積則可能爲正值或負值,也可能等于零。


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現以國外標准板件爲例(加拿大指導手冊),驗證結論的正確性。波紋尺寸爲152.4×50.8,板厚爲3.0mm,波峰波谷半徑爲28.6mm,直線段長度47.876mm,圓心角爲44.531°。


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方法2
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以波形爲400mm×180mm,厚度t=7mm的波紋板爲例。



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與美國ASTM規範中152mm×51mm規格的波紋板爲例進行驗證(表2):


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方法3:
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目前對于波紋鋼的相關設計,需要的截面參數可查閱相關規範(例如我國的GB/T34567—2017《冷彎波紋鋼管》),規範中包含常用波形的波紋鋼截面參數,使用時可直接查表得到所需參數,這也是目前最常用的方法。