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[Dino笔记]钢结构螺栓连接形式与3D打印

作者:dinochen1983 日期:2021-11-25

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【Dino笔记】钢结构螺栓连接形式与3D打印

这是一个结合3D建模,3D打印与钢结构的一个小项目
以下是组装钢结构模型的视频: https://www.bilibili.com/video/BV1m34y1d7yw

 


最近通过3D打印机做了一个与钢结构相关的有趣项目,由于黄色与白色的打印材料快要过期了,所以我把这些3D打印的余料做成一个钢结构的缩尺模型,如下图所示。钢结构模型的钢构件是PLA塑料制成,留有螺栓孔,而螺栓采用小螺丝模拟M3X15。这样就可以做成一个小型钢结构框架(其实是一张椅子)数值孪生的模型了。建模软件采用3DSMAX。

 


这个是3D打印完所有构件的情况, 装备好螺丝就可以组装了。以下是组装结构的整个视频。

以下是组装钢结构模型的视频: https://www.bilibili.com/video/BV1m34y1d7yw

这个模型展示了5种常用的钢结构节点模型

(1)刚性连接节点,通过上下翼缘的螺栓连接可以传递轴力与弯矩,腹板的连接板可以传剪力,刚性连接节点使结构产生框架效应。
(2)铰接连接节点,通过上下翼缘的不连接,不传递轴力与弯矩,通过腹板连接板传剪力,铰接节点是钢结构最常用的节点之一,在计算模型中记得点铰呀。


(3)端板连接节点,通过梁的端柱与柱的端板进行连接,可以实现铰接或刚接的效应(看螺栓的分布与数量),如下图所示H型钢柱也需要在侧面加封闭板去连接。这种节点对施工精度的要求高。



(4)L形板节点,梁通过L形板把上下翼缘的应力传给柱子,这种节点适用于小构件,而且施工过程中L形板可以现场后制,相对灵活,但对于梁柱构件抗风与抗震情况下的,构件会出现T-stub式的破坏形式。

 

(5)法兰连接节点,一般对于柱子,轴拉构件特别是圆管柱与方钢管柱,采用法兰节点进行连接,可以传递剪力、弯矩与轴力,法兰板会加一些加劲肋增加板面外刚度。但是法兰节点外观就是凸出来,影响美观,还有一种通地内芯板(后加盖板)传递内力的方式,就不会影响外观,这个模型中没有这种节点。



通过这个3D打印作品,展示钢结构的节点设计,组装,通过打印去感觉螺栓连接的结构美妙之处。让我印象最深刻的是安装好法兰节点与刚接节点,结构真的梁柱节点真的是很刚,构件很难转动,但是铰接节点的情况,通过手去摇动梁构件,摇几下就很容易松动了。还有一些感觉就是拼好3个柱子的框架,结构还是不稳定的,但是4个柱子拼接完,整个结构就稳定了,也刚了很多。这些感觉不能通过照片与动画描述出来,只能通过触感与实际操作。

====本节完====
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[本日志由 dinochen1983 于 2021-11-25 05:22 PM 编辑]
文章来自: 本站原创
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Tags: 3D打印3D打印 钢结构钢结构
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