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提要：作為一種復合板材，鋁蜂窩復合板的結構計算一直是個難題。本文通過理論推導公式后，與有限元計算結果進行對比，兩種計算結果基本吻合，來驗證理論推導公式的可行性。
關鍵詞：鋁蜂窩復合板;計算公式
前言
鋁蜂窩板在幕墻設計中運用較廣，如鋁蜂窩復合板、石材蜂窩鋁復合板等，但是，目前還沒有相關的標準和規范明確鋁蜂窩復合面板的受力計算，一旦遇到，設計人員往往直接用蜂窩復合板的厚度代入實心板公式進行計算，存在一定安全隱患。本文通過理論推導公式和有限元計算結果進行比較，探討鋁蜂窩復合板的理論計算公式的可行性。
1 鋁蜂窩復合板
鋁蜂窩復合板的鋁蜂窩芯結構為六邊形結構，根據《建筑外墻用鋁蜂窩復合板》JG/T 334-2012《建筑裝飾用石材蜂窩復合板》JG/T 328-2011的要求，采用鋁蜂窩芯壁厚0.07mm，邊長6mm的規格進行分析，主要計算參數詳見圖1。
1.3 不同厚度鋁蜂窩復合板兩種計算方法比較
選取15~40mm厚鋁蜂窩復合板(面板厚1mm、背板厚0.7mm)，其它條件同上示例，分別采用理論公式和有限元法進行強度和撓度的計算，具體計算結果匯總見表1，不同厚度復合板的強度和撓度計算結果詳見圖4~5的比較圖。
從強度和撓度的計算結果以及比較圖可以看出，不同厚度的鋁蜂窩復合板采用理論公式完全包絡有限元法，理論公式強度計算比有限元法大11.60~13.12%，與實際情況相符，且撓度計算很吻合。另外，按相關規范規定，撓度控制限值為L/120，即1500/120=12.5mm，撓度值很小。
2 石材蜂窩鋁復合板
石材蜂窩鋁復合板的結構形式及計算參數詳見圖6。
從強度和撓度的計算結果以及比較圖可以看出，不同厚度的石材蜂窩鋁復合板采用理論公式的強度計算曲線完全包絡有限元法曲線，而撓度曲線完全吻合。另外，按相關規范規定，撓度控制限值為L/120，即1500/120=12.5mm，撓度值很小。
3 結論
根據理論公式和有限元法的計算比較，可以得出以下結論：
1) 鋁蜂窩復合板強度計算時，理論公式應力曲線完全包絡有限元法應力曲線，與實際受力情況相符，同時，撓度計算很吻合，所以，可以采用理論公式對鋁蜂窩復合板進行強度和撓度的計算;
2) 石材蜂窩復合板強度計算時，理論公式應力曲線與有限元法應力曲線完全吻合，同樣，撓度計算也很吻合，為增加一定的安全余量，故理論應力公式(2.7)增加安全系數K，K值為1.15。所以，可以采用理論公式對石材蜂窩復合板進行強度和撓度的計算;
3) 從撓度計算結果可以看出，鋁蜂窩復合板和石材蜂窩復合板的最大撓度均遠小于《人造板材幕墻工程技術規范》JGJ 336-2016中第6.5.4條長邊長度L/120的規定，所以，可不進行撓度計算;
4) 鋁蜂窩復合板的面板和背板厚度不同時，不能采用板厚取大值進行近似計算，否則計算結果相差35~40%，如需近似計算，應偏保守設計，板厚取面板和背板中厚度的較小值;
5) 目前鋁蜂窩復合板的鋁蜂窩芯壁厚很薄，彈性模量與壁厚和邊長的比值是三次冪的關系[2]，非常小，對面板的強度和撓度作用可完全不計，除非鋁芯壁厚按數量級進行加厚，同時鋁芯邊長還應進一步減小;
6) 從公式(2.5)可以看出，石材蜂窩復合板中鋁背板hf2對強度和撓度影響較大，而鋁面板hf1影響已忽略不計，所以，石材蜂窩復合板的鋁背板可適當加厚，鋁背板與鋁面板厚度建議相同。
[參考文獻]
[1]常志德、趙才其. 蜂窩板夾芯面內彈性模量的理論分析[J].江蘇建筑，2006，5：30.
[2]梁森、陳花玲、陳天寧、梁天錫. 蜂窩夾芯結構面內等效彈性參數的分析研究[J].航空材料學報，2004，24(3)：29.
[3]《建筑結構靜力計算手冊》編寫組主編. 建筑結構靜力計算手冊.北京：中國建筑工業出版社，1999.
[4]《人造板材幕墻工程技術規范》JGJ 336-2016.北京：中國建筑工業出版社，2016.
作者單位：深圳市建筑門窗幕墻學會深圳
