本发明专利技术涉及一种长期荷载作用下的金属面夹芯板抗弯承载力确定方法，其特征在于，所述夹芯板的面板为金属板材，芯板为中间层通过粘结剂粘结或者浇注而成，所述金属面夹芯板在长期荷载作用下的抗弯承载力确定方法包括如下步骤：采集非金属面夹芯板的相关参数，确定金属面夹芯板的挠度，确定金属面夹芯板的抗弯承载力。本发明专利技术通过简便直接的方法确定出金属面夹芯板的抗弯承载力，大大方便了金属面夹芯板的使用，有利于金属面夹芯板的推广。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种金属面夹芯板抗弯承载力确定方法及应用，尤其涉及一种长期荷 载作用下的金属面夹芯板抗弯承载力确定方法及应用。
技术介绍
虽然夹芯板作为墙面以及屋面材料已广泛应用于各类工业与民用建筑，但由于夹 芯板在我国的生产和应用还是发展阶段，科研投入不足，国家的设计，施工验收规范还不健 全，在设计选用和施工方面还常存在一些问题，对于夹芯板在长期荷载作用后的力学性能 的研究以及在使用过程中造成的损伤的识别却还是一片空白，只能通过经验或者参照国外 的相关标准进行，严重的影响了夹芯板的使用和推广，阻碍了生产企业的发展扩大。结构的可靠性与其在长期荷载作用下的徐变特性密切相关。一张能够承受得住 短期的温度荷载和机械荷载的夹芯板，在相同的温度荷载和机械荷载长期作用下，却可能 发生破坏。夹芯板的徐变特性受到许多因素的影响，如非线性弹塑性行为，老化和强度退 化等。徐变又称蠕变，是指固体材料在恒定荷载下，变形随时间延续而缓慢增加的不平衡过 程。许多材料，如浙青、水泥混凝土、玻璃、高分子材料和各种金属，在持续外力作用下，除初 始弹性变形外，都会出现不同程度的随时间延续而发展的缓慢变形，即徐变。徐变变形是一 种外力除去后不能立即消失的变形。在夹芯板中，徐变主要由芯材的粘弹性变形引起，金属 面板相对于芯材来说基本上不发生粘弹性变形，夹芯板芯材在持续荷载作用下，变形随时 间不断增加的这种现象称为夹芯板芯材的徐变现象。夹芯板变形中芯材剪切变形占很重要 部分，芯材的徐变变形影响着夹芯板构件的应力_变形状态的变化，不仅会使夹芯板产生 极大的额外变形，另一方面也会使金属面板和芯材之间产生内力重分布。现有技术对于长 期荷载作用下金属面夹芯板的抗弯承载力确定并没有统一依据，长期荷载作用下金属面夹 芯板抗弯承载力的确定需要通过复杂的手段，如，有限元模型运算等方可得到，但对于金属 面夹芯板，这种方法不能简便直接的应用，大大制约着金属面夹芯板的使用和推广。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是提供一种长期荷载作用下的金属面夹芯板抗弯承载力 确定方法，克服现有技术中，不能运用简便直接的方法确定长期荷载作用下金属面夹芯板 的抗弯承载力的技术问题。本专利技术的技术方案是提供一种长期荷载作用下的金属面夹芯板抗弯承载力确定 方法，所述夹芯板的面板为金属板材，芯板为中间层通过粘结剂粘结或者浇注而成，所述金 属面夹芯板在长期荷载作用下的抗弯承载力确定方法包括如下步骤采集金属面夹芯板的相关参数采集金属面夹芯板的跨度、金属面夹芯板的宽度、 金属面夹芯板芯板的刚度、金属面夹芯板面板的刚度、金属面夹芯板芯材的有效截面面积、 金属面夹芯板芯材的有效剪切模量、金属面夹芯板面材的弹性模量、金属面夹芯板芯材的弹性模量、金属面夹芯板面板的厚度。确定金属面夹芯板的挠度在长期荷载作用下，所述金属面夹芯板的挠度为 其中ρ表示均布荷载大小；L表示夹芯板跨度；Gc表示芯材剪切模量； Ac表示芯材横截面面积；Es表示金属面板的弹性模量，单位MPa ；α (t)表示剪切模量折减系数 Is表示上下钢板相对于中性轴的惯性矩，单位MPa;上下钢板对夹芯板中和轴的惯 性矩Is近似计算公式 其中，Au*上钢板的截截面面积；Ad为下钢板的截面面积；D为夹芯板厚；d为屋面 板上钢板形心轴到底面的距离。确定金属面夹芯板的抗弯承载力由荷载与抗弯承载力的关系确定金属面夹芯板 的抗弯承载力。本专利技术的进一步技术方案是在确定金属面夹芯板的挠度的步骤中，包括确定剪切模量折减系数，即- 本专利技术的进一步技术方案是在确定金属面夹芯板的挠度的步骤中，包括推导金 属面夹芯板的剪切徐变柔量。本专利技术的进一步技术方案是在确定金属面夹芯板的挠度的步骤中，包括推导金 属面夹芯板的剪切松驰柔量。本专利技术的技术方案是将金属面夹芯板抗弯承载力确定方法应用于金属面夹芯板 构件。本专利技术的技术效果是提供一种长期荷载作用下的金属面夹芯板抗弯承载力确定 方法，通过将多个粘弹性基本模型和组件进行组合，得到各种粘弹性固体模型，再根据这些 粘弹性固体模型获取夹芯板芯材的粘弹性特征，从而得到金属面夹芯板的剪切徐变柔量和 剪切松驰柔量，最后得到金属面夹芯板的剪切模量折减系数，然后得出金属面夹芯板的挠 度，再确定出金属面夹芯板的抗弯承载力。本专利技术通过简便直接的方法确定出金属面夹芯 板的抗弯承载力，大大方便了金属面夹芯板的使用，有利于金属面夹芯板的推广。附图说明图1为本专利技术流程图。图2为本专利技术Burgers模型的形式图。具体实施例方式下面结合具体实施例，对本专利技术技术方案进一步说明。以下表格为本专利文件中相关符号的说明。如图1所示，本专利技术的具体实施方式是提供一种长期荷载作用下的金属面夹芯 板抗弯承载力确定方法，所述夹芯板的面板为金属板材，芯板为中间层通过粘结剂粘结或 者浇注而成，所述金属面夹芯板在长期荷载作用下的抗弯承载力确定方法包括如下步骤步骤100 采集金属面夹芯板的相关参数采集金属面夹芯板的跨度、金属面夹芯 板的宽度、金属面夹芯板芯板的刚度、金属面夹芯板面板的刚度、金属面夹芯板芯材的有效 截面面积、金属面夹芯板芯材的有效剪切模量、金属面夹芯板面材的弹性模量、金属面夹芯 板芯材的弹性模量、金属面夹芯板面板的厚度。步骤200 确定金属面夹芯板的挠度在长期荷载作用下，所述金属面夹芯板的挠5pbl* pbl2 f Λ χ Cfr W W =----1-----、丄,度为醒 384(^s/s) SGcAcCeiO其中ρ表示均布荷载大小；1表示夹芯板跨度；Gc表示芯材剪切模量；Ac表示芯材横截面面积；Es表示金属面板的弹性模量；单位MPa ；α (t)表示剪切模量折减系数，《(0 = Σ孓‘/=1 .9Is表示上下钢板相对于中性轴的惯性矩，单位MPa;上下钢板对夹芯板中和轴的惯 性矩Is近似计算公式Is=-^-{D + dfA+Ad其中，Au*上钢板的界截面面积；Ad为下钢板的截面面积；D为夹芯板厚；d为屋面 板上钢板形心轴到底面的距离。对于长期荷载作用下的金属面夹芯板来说，在公式中，确定剪切模量折减系数6α (t)是关键。确定的具体过程如下一、引入粘弹性固体模型。本专利技术中，引入六参数的Burgers模型，Burgers模型的形式如图2所示。 根据模型元件的力学特性，得出Burgers模型一维微分本构方程 σ+ρχσ + ρ2σ+ρ3σ = qxe + q2s+q^e(2) 其中 PiO、__EqExE2PI￡。Σ Σ 7^y + ￡湖2 + E2VofJ1 _ 1=0 j>i_E0E1E2Pi=Wh_ E0E1E2qi = 2 η ο ；g2 《3^ ^Ε0η Εχη2 +IE^1E2EQE\E2J^MMh .一 E1E2 ,Ei表示对应图2中各弹簧的弹性模量； η i表示对应图2中各粘壶的粘度。 引入微分算子3 ^k3 ^k尸= Σα^Γ’0 = Σ&^Τ则式⑵可以写为Po=Qe(4)(一)剪切徐变柔量。对式⑵施以初值为O的拉氏变换，可得P(s)a = Q(s)~s其中◎(J) = ^S +而J2+务 3。NJ'3/Iv\1/ 5为求徐变柔量J (t)，令 σ = σ 0Δ (t)其中Δ (t)_为单位阶跃函数。 对式(6)施加拉氏变换，有(6) 其本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种长期荷载作用下的金属面夹芯板抗弯承载力确定方法，其特征在于，所述夹芯板的面板为金属板材，芯板为中间层通过粘结剂粘结或者浇注而成，所述金属面夹芯板在长期荷载作用下的抗弯承载力确定方法包括如下步骤：采集金属面夹芯板的相关参数：采集金属面夹芯板的跨度、金属面夹芯板的宽度、金属面夹芯板芯板的刚度、金属面夹芯板面板的刚度、金属面夹芯板芯材的有效截面面积、金属面夹芯板芯材的有效剪切模量、金属面夹芯板面材的弹性模量、金属面夹芯板芯材的弹性模量、金属面夹芯板面板的厚度。确定金属面夹芯板的挠度：在长期荷载作用下，所述金属面夹芯板的挠度为：ｗ↓［ｍａｘ］＝５ｐｂＬ↑［４］／３８４（Ｅ↓［Ｓ］Ｉ↓［Ｓ］）＋ｐｂＬ↑［２］／８Ｇ↓［Ｃ］Ａ↓［Ｃ］α（ｔ）其中：ｐ表示均布荷载大小；Ｌ表示夹芯板跨度；Ｇ↓［Ｃ］表示芯材剪切模量；Ａ↓［Ｃ］表示芯材横截面面积；Ｅ↓［Ｓ］表示金属面板的弹性模量，单位ＭＰａ；α（ｔ）表示剪切模量折减系数，α（ｔ）＝＊ｇ↓［ｉ］·ｅ↑［－ｔ／τ↓［ｉ］］；Ｉ↓［Ｓ］表示上下钢板相对于中性轴的惯性矩，单位ＭＰａ；上下钢板对夹芯板中和轴的惯性矩Ｉ↓［Ｓ］近似计算公式：Ｉ↓［Ｓ］＝Ａ↓［ｕ］Ａ↓［ｄ］／Ａ↓［ｕ］＋Ａ↓［ｄ］（Ｄ＋ｄ）↑［２］其中，Ａ↓［ｕ］为上钢板的截截面面积；Ａ↓［ｄ］为下钢板的截面面积；Ｄ为夹芯板厚；ｄ为屋面板上钢板形心轴到底面的距离。确定金属面夹芯板的抗弯承载力：由荷载与抗弯承载力的关系确定金属面夹芯板的抗弯承载力。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：查晓雄，叶福相，秦培成，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学深圳研究生院，
类型：发明
国别省市：94
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