金属齿板与木材连接强度的研究

参照我国《木结构试验方法》国家标准(GB/T 50329-2002)和《木结构设计规范》国家标准(GB 50005-2003),研究不同方向的金属齿板钉入木材时的受剪极限承载力.试验结果表明,使用连接角度为0°的金属齿板连接方法时,受剪极限承载力较好.落叶松木材的受剪极限承载力高于SPF木材.     

竹-短木组合梁受弯性能试验研究

为解决木材利用率低、成本高的问题,提出了一种以零碎短木粘结竹集成而成的竹-短木组合梁。通过3根木梁、3根直拼的竹-短木组合梁(SBT)和3根搭接的竹-实木组合梁(OBT)的三分点加载受弯对比试验,研究了其破坏形态、极限承载力和位移延性等。结果表明:竹-短木组合梁破坏类型为脆性破坏;竹-短木组合梁跨中截面沿高度应变仍基本符合平截面假定;OBT试件受弯承载力平均提高1.6%,力学性能媲美木梁;最后提出了受弯承载力计算简式,与试验结果较为吻合。竹-短木组合梁替代木梁,在小跨度木结构工程中具有应用价值。     

竹-原木组合梁受弯承载力试验与数值模拟

【目的】竹、木结构使用越来越广泛,传统竹、木结构跨度、结构尺寸和承载力受到材料特性多因素影响,大多以钢木、木混等组合居多,竹木组合结构很少,对竹木组合结构受力特性研究甚少。揭示竹木组合梁结构受力特性与承载力计算关系。【方法】以原木为骨架,利用环氧树脂胶合剂连接竹集成材一种竹-原木组合梁试验模型,采用结构尺寸和特性一致的3根原木梁和3根竹-原木组合梁,进行了三分点加载受弯对比试验,分析两种结构梁的破坏形态、极限承载力、抗弯刚度和应变变化规律。【结果】1)原木梁和竹-原木组合梁均发生脆性破坏,两种原材料天然缺陷对受弯承载力有较大影响。2)跨中截面沿高度应变仍基本符合平截面假定,说明竹材和木材能够协同工作。3)竹-原木组合梁相比原木梁组平均值抗弯承载力提高了38.8%,刚度提高43.3%,跨中挠度增加24.2%。4)竹原木组合梁受弯承载力计算简式的理论计算与与试验结果进行对比,竹-原木组合梁极限承载力相比原木梁提高37.36%与试验结果提高38.8%,平均误差值在5%以内。【结论】说明竹片充分发挥抗拉性能,抗弯刚度和承载力均有较大提高;假定推理出了数值模拟与试验结果吻合较好,该研究成果对于竹-木组合结构设计以及在木结构工程中的应用提供了试验和理论依据。     

车辆荷载作用下钢-混凝土组合梁桥的受力性能研究

目的 车辆荷载是影响桥梁力学性能以及引起桥梁疲劳破坏的重要因素之一。方法 为研究斜交钢-混凝土组合梁桥在车辆荷载下的力学性能，采用有限元方法，探究了斜交桥支座反力的分布情况以及该桥梁在车辆荷载作用下的静力学性能。结果 斜梁桥支座反力呈不均匀分布，在钝角处的反力最大，在锐角处的反力最小，出现了负反力，使锐角向上翘。在静力学分析中，最大应力发生在4号主梁跨中处。最后通过车辆荷载的横向加载确定了在疲劳寿命研究中车辆纵向加载的位置以及疲劳关注点。结论 钢-混凝土组合梁桥在车辆荷载作用下，导致桥梁跨中处的工字钢梁腹板和下翼缘连接处应力最大，容易产生疲劳损伤，在桥梁的运营维护中需要重点关注。     

胶合木-混凝土组合楼板受弯性能有限元分析北大核心

为研究胶合木-混凝土组合楼板受弯性能,采用ABAQUS有限元软件建立9个组合楼板模型,其中楼板部分采用实体单元,钢筋采用桁架单元。有限元分析采用三分点加载方式,研究组合楼板模型纯弯段混凝土强度、连接方式、混凝土层厚度以及胶合木厚度等因素对组合楼板抗弯强度的影响,并探究组合楼板纯弯段的破坏形态。结果表明:采用胶结加抗剪连接件连接的组合楼板其受弯极限承载力比采用胶结连接的组合楼板提高了11.35%,比采用抗剪连接件的组合楼板提高了32.64%。混凝土强度、胶合木层厚度及混凝土层厚度的增加均能提高组合楼板的极限承载力。胶合木-混凝土组合楼板表现出良好的抗弯性能,且能减少混凝土用量,发挥木材的优势,值得在实际工程中推广应用。     

新混凝土规范梁受剪箍筋的调整对用钢量的影响

新规范《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)较2002版规范做了一些补充、修订和修改,本文针对梁受剪箍筋的调整公式,给出一个简单的具体算例,以加深理解。     

胶合木T梁负弯曲性能试验研究

【目的】探讨胶合木T梁的负弯曲性能,观察极限状态下构件的破坏形式,解析极限状态下构件的破坏机理,推导极限承载能力计算模型,以期为工程实际应用提供理论参考依据。【方法】采用跨中荷载试验与理论计算对比方式进行研究,实测分析了两组试件的应变、挠度、抗弯刚度、极限承载力及延性结果,观察分析了胶合木梁的破坏形态与破坏机理,基于Rammer剪切强度公式将弯剪强度理论值和试验值进行了对比。用兴安落叶松作为原材料,以剪跨比、跨高比为参数,设计制作2组即A组3根(高跨比1/12,剪跨比5.2)、B组3根(高跨比1/14,剪跨比6.1),共计6根平行胶合木T梁试件。将T梁反转成倒T梁,在两端简支条件下跨中加载产生正弯矩,使肋板受压、翼板受拉,模拟连续T梁跨中支承截面的受力性能。【结果】1)两组构件整体工作性能良好,受弯时极限破坏形态均为中部顺纹剪切破坏。2)两组构件相比,B组较于A组试件,屈服荷载降低9.7%,跨中屈服位移提高27.5%,极限抗弯承载力降低10.4%,跨中极限位移提高42.7%,抗弯刚度降低36%,延性系数提高22.4%。3)两组构件的荷载应变曲线在达到屈服点之前呈比例关系,满足平截面假定。4)受剪力滞效应影响,两组构件的跨中截面翼缘板正应力横向分布不均匀,呈现随距离肋板中心位置越远而越小的关系,最大差值比率达30%。5)构建了弯剪承载力计算模型,理论值与试验值最大相差3.1%,匹配度较高。【结论】总结了胶合木连续T梁在跨中支承截面的受力变形规律,揭示了其破坏机理,构建了极限弯剪承载力计算模型,经验证,具有一定的可靠性。     

木-钢组合箱梁抗弯性能试验及有限元对比分析

【目的】为促进木结构在大型工程中的应用范围,本研究提出了一种以落叶松胶合木板作为上下翼板、焊接冷弯薄壁槽钢作为腹板并通过螺栓连接的木-钢组合箱梁。【方法】采用分级加载的方式分别对3根木-钢组合箱梁和1根木箱梁进行弯曲加载试验,观测组合箱梁和木箱梁在荷载作用下翼缘和腹板的应变变化、挠度的发展、破坏过程及形态变化,研究其抗弯极限承载力和抗弯刚度等力学性能,并基于ABAQUS建立了有限元模型对组合箱梁及胶合木箱梁进行数值模拟分析。【结果】组合箱梁的翼板与腹板组合性能较好,最终均为下翼缘木板受拉断裂的破坏模式,同时伴随着钢材局部屈曲和上翼缘木材的局部劈裂等破坏;木箱梁为腹板顺纹剪切破坏。相比胶合木箱梁,组合箱梁的抗弯极限承载能力平均提升了30.33%,但初始刚度平均降低了34.42%;根据翼板横向应变分布计算了木箱梁和木-钢组合箱梁上翼缘的剪力滞系数以及有效分布宽度。有限元模型与试验结果吻合良好,能有效预测木-钢组合箱梁及胶合木箱梁的弯曲性能。【结论】木-钢组合箱梁充分发挥了木材和钢材的力学性能,相比于纯木箱梁,抗弯承载力提升显著,说明木-钢组合箱梁是一种科学合理的组合形式,研究成果可为木-钢...     

钢筋混凝土组合梁的ANSYS有限元程序验证

钢－混凝土组合梁是指钢梁和混凝土板通过剪力连接件连接形成整体共同工作的受弯构件,具有良好的受力性能。当前组合梁采用部分剪力连接设计但是滑移效应更为突出。本文主要针对有限元分析中所使用到的单元类型、材料属性做了基本介绍。验证所选用的有限元模型能够较好地反映混凝土和钢材的非线性性质以及混凝土板与钢梁之间的滑移性能。通过算例分析结果表明,使用ANSYS程序对组合梁进行有限元分析的方法是可行的。     

倾斜角度对木榫旋转焊接节点抗剪性能的影响

为给木榫旋转焊接技术在无胶组合木梁中的应用提供设计参考和理论依据,研究木榫旋转焊接组合梁中木榫的抗剪性能.选用山毛榉(Fagus sylvatica)木榫旋转焊接SPF(Spruce-Pine-Fir)基材,设计木榫垂直焊接和倾斜焊接,共3组试件,每组各制备50个,进行单剪试验,获得其破坏模式及荷载-位移曲线.试件的木...     

原梁参数对体外预应力钢丝绳加固RC梁抗剪性能的影响

对2片钢筋混凝土基准梁和9片不同混凝土强度等级、纵筋配筋率和箍筋配筋率的钢丝绳体外预应力抗剪钢筋混凝土简支梁的抗剪能力进行试验,在试验的基础上采用非线性有限元对加固梁进行理论分析,系统的研究待加固梁的混凝土强度等级、体内配箍率和纵向配筋率等参数对钢丝绳体外预应力抗剪加固效果的影响。研究结果表明：体外预应力钢丝绳抗剪加固有效地提高梁体抗剪承载能力;加固梁的抗剪能力随着混凝土强度等级的增加而提高,且呈线性规律变;加固梁的抗剪能力随着体内配箍率、纵向配筋率的增加而逐步提高,呈非线性规律变化;通过对三种原梁参数对加固效果影响规律的分析,总结实现体外预应力钢丝绳加固RC梁最佳加固效果的参数范围,为实际加固工程中获得最好加固效果提供理论参考。     

混凝土剪扭构件承载力实用计算

钢筋混凝土剪扭构件承载力计算比较繁琐,本文基于对钢筋混凝土剪扭构件承载力计算公式的简化,提出一种计算图表的实用计算方法,并利用两个算例的计算验证了方法的有效性。     

太浦河大桥静载试验研究

吴江市苏同黎太浦河大桥主桥上部结构为三跨预应力混凝土变截面连续箱梁。本文详细介绍太浦河大桥静载试验设计方案,包括：测试截面的选择、加载车型、重量以及加载工况、荷载效率系数的确定等。通过静载试验来确定主梁控制截面在试验荷载下的应变（应力）,主梁控制截面在试验荷载作用下的最大挠度,主梁在偏载作用下的影响系数以及梁体裂缝的开展情况等数据。由试验得出本桥在试验荷载作用下各测试截面的应力、挠度校验系数均小于1.0,表明该桥的承载能力满足正常使用的要求;各测试截面的相对残余应变和相对残余变位均小于20%,说明结构处于弹性工作状态。在该桥静载试验过程中完全按照既定的试验方案进行,通过静载试验得出该桥质量良好,安全可靠。     

Shear strengths of wood measured by various short beam shear test methods

We conducted three types of short beam shear tests of western hemlock (Tsuga heterophylla Sarg.) under various span/depth ratios, and examined whether the maximum shear stress was used as the shear strength. The following results were obtained. (1) In the short beam shear tests under the three-point loading method, it was difficult to have the specimen failing by horizontal shear. We thought that this method should not be recommended for determining the shear strength of wood. (2) In the short beam shear tests under the asymmetric four-point loading of the specimen with a rectangular cross-section, the failure caused by horizontal shear occurred under some span/depth ratio range. Nevertheless, this range was dependent on the specimen geometry and was quite restricted. We therefore think that this method should not be recommended for determining the shear strength of wood. (3) In the short beam shear tests under the asymmetric four-point loading of the I-shaped specimen, failure caused by horizontal shear occurred under the span/depth ratio range wider than that applicable for the asymmetric four-point loading of the specimen with a rectangular cross-section. The maximum shear stress was stable in a certain span/depth ratio range and the value of the maximum shear stress is effective as a parameter for comparing the shearing strength of materials with each other.     

Bending and shear properties of compressed Sitka spruce

We examined the bending and shear properties of compressed wood using small and clear specimens of Sitka spruce (Picea sitchensis Carr.). For measuring the bending properties, three-point bending tests were conducted under the span/depth ratio of 14, which is standardized in the American Society for Testing and Materials [ASTM D143-94 (2005a)] and Japanese Industrial Standards [JIS Z2101-94 (1994)]. In the bending test, the load, deflection at the midspan, and strain at the bottom of the midspan were simultaneously measured, and Young’s modulus and bending strength were obtained by elementary beam theory. For obtaining the shear modulus and shear strength, asymmetric four-point bending tests were conducted using the specimens with rectangular and side-grooved cross sections, respectively, and the influence of the compression ratio on the shear properties was examined. The results are summarized as follows: (1) Young’s modulus increased with increasing compression ratio when it was determined by the load–strain relation. Nevertheless, this tendency was rather obscured when Young’s modulus was determined by the load–deflection relation. Hence, it is preferable that Young’s modulus is measured from the load–strain relation. (2) The shear modulus in the longitudinal–tangential plane was maximum at the compression ratio of 50%, whereas that in the longitudinal–radial plane was minimum at the compression ratio of 50%. (3) The influence of the compression on the bending and shear strength ratio was not significant.     

木工字梁的挠度计算方法探讨

对木工字梁的挠度进行了公式推导、试验、计算和验证分析。结果表明，考虑剪切变形时，实测挠度值与预测挠度值非常接近；忽略剪切变形时，实测值和预测值相差非常大。理论和实测证明了在计算木工字梁挠度时剪切变形是不可忽略的。采用试验方法可以得到木工字梁的EI和K值，其可用于准确预测木工字梁的挠度，为木工字梁挠度计算和预测提供了一种比较简单的方法。     

Effect of element type on the internal bond quality of wood-based panels determined by three methods

Three mechanical tests with different loading modes were conducted to evaluate the effect of element type on the internal bond quality of wood-based panels. In addition to the internal bond test, which is commonly used for mat-formed panels, interlaminar and edgewise shear tests were used to test oriented strandboard (OSB), particleboard, medium-density fiberboard (MDF) of two thicknesses, and plywood. The following results were obtained. Epoxy resin proved to be suitable for determining the interlaminar shear modulus instead of hot-melt glue. There was a linear relation between panel density and interlaminar shear modulus and a linear correlation between the interlaminar shear strength and internal bond (IB) strength for the mat-formed panels tested. OSB had the highest edgewise shear modulus, and MDFs had the highest edgewise shear strength in this study. The modulus/strength ratio also depended on both panel type and loading mode. The relation between the shear moduli determined from the edgewise and interlaminar tests indicated the characteristics of the shear properties of panels made of different elements.Part of this paper was presented at the Fourth International Wood Science Symposium, Serpong, Indonesia, September 2002     

竹板增强单板层积材组合梁受弯性能

单板层积材加工成梁构件应用于建筑结构材时,由于材料本身的强度和刚度不足,其结构构件不能满足现代多、高层以及大跨度建筑的需求。竹集成材是原竹经过切削成竹片、低温干燥、碳化、涂胶,再同方向平面或侧面组坯、热压胶合而成的竹基复合材料,其力学性能与稳定性优于木材。将集成竹材作为增强材料用于加固单板层积材梁是一种简单有效的提高梁极限承载力的方法。通过进行竹板增强单板层积材组合梁四点弯曲试验,研究了集成竹板对单板层积材受弯性能的增强效果。结果表明,在单板层积材受弯构件上下部粘贴集成竹板可提高构件极限承载力10%～50%。同时,考虑单板层积材和集成竹材料的非线性,推导出了适用于组合梁的极限承载力计算公式,计算结果与试验结果吻合良好。     

定向刨花板剪切模量和弹性模量动态测试

【目的】研究定向刨花板(OSB)的各向异性,探讨OSB面内剪切模量动态和静态测试方法,以提供一种快速、简便、重复性好、精度高的动态测试方法测量和分析OSB弹性常数。【方法】应用ANSYS程序计算OSB自由板和悬臂板试件的振形系数,给出振形系数依赖于板长宽比和宽厚比的关系式,通过仿真计算、动态试验和方板静态扭转试验验证其正确性。动态试验测试OSB剪切模量试件从一块整张OSB上下料制作,分为3个方向,即沿整板纵向下料制作的试件(0°或x向)、横向方向下料制作的试件(90°或y向)和沿与纵向呈45°方向下料制作的试件;方板扭转试验测试OSB剪切模量试件沿整板纵向或横向下料制作;动态测试OSB纵向、横向和45°方向弹性模量以及面内剪切模量和45°方向剪切模量。【结果】OSB实测纵向弹性模量是横向弹性模量的2.89倍,45°方向剪切模量小于面内剪切模量。正交各向异性材料方板扭转试验测试剪切模量推算公式需用±45°方向应变测量值的差值进行推算,将其用于OSB,测得的静态剪切模量与动态测试的剪切模量相当吻合。【结论】OSB弹性模量具有方向性,纵向最大,横向最小,45°方向介于二者之间;自由板扭转振形法和悬臂板扭转模态法适用于动态测试OSB面内剪切模量,其正确性得到方板扭转试验验证;0°和90°OSB动态测得的剪切模量几乎相等,可作为OSB面内剪切模量Gxy的估计值;OSB不宜按单向复合材料处理,在理论分析时宜按正交各向异性处理,OSB45°方向的剪切模量G45°相似文献