蠕变对重组竹板增强胶合木梁长期受弯性能的影响

以云杉-松-冷杉(SPF)和重组竹为材料,制作18根试验梁(2850mm×150mm×50mm),普通胶合木梁和置换率为1/6、2/6的重组竹板增强胶合木梁各6根;采用三分点对称逐级加载方式进行加载试验;测试不同置换率时胶合木梁跨中净挠度、不同加载比例时胶合木梁跨中净挠度、试验梁破坏形态、试验梁极限荷载、试验梁荷载-挠度关系曲线,分析置换率和加载比例对重组竹板增强胶合木梁长期受弯性能的影响.结果表明:置换率一定时,随着加载比例的增大,梁初始挠度及蠕变变形值均增大,且在高加载比例时,蠕变变形增长速度显著提高;加载比例一定时,置换率为2/6的重组竹板增强胶合木梁的初始挠度、蠕变变形值及蠕变变形增长速度,均小于置换率为1/6的重组竹板增强胶合木梁.对比长期加载试验与短期加载试验的试验结果,长期荷载作用对试验梁破坏形态影响较小,但是会降低胶合木梁的极限承载力、刚度和变形能力;长期荷载作用后,置换率为2/6的重组竹板增强胶合木梁的极限承载力下降7.9％～30.2％,比置换率为1/6的重组竹板增强胶合木梁下降幅度更小,长期受弯性能更好.     

自攻螺钉与榫卯连接CLT墙体节点力学性能研究

目的正交胶合木（CLT）的出现使木结构建筑突破了以往的层高限制,但现在采用的金属连接件连接方式降低了CLT材料的使用效率,浪费了CLT材料的力学性能优势。因此,连接节点成为CLT研究的关键性问题。对榫卯连接在CLT墙体?墙体处的节点应用进行抗剪性能研究,并与自攻螺钉的连接性能相比较,以探究榫卯连接节点在CLT建筑中的应用提供科学依据。方法分别对自攻螺钉与燕尾榫连接的两类CLT墙体节点H型试件进行单调与低周反复加载试验,得到试件在纯剪作用下的荷载?位移曲线、滞回曲线、骨架曲线等参数,并结合破坏现象比较分析了两类试件的初始刚度、最大承载力、耗能、刚度退化、强度退化等力学特性。结果钉节点一般先于CLT材料破坏,并损坏连接处木材,而燕尾榫节点后于CLT材料发生破坏;在单调加载试验中,燕尾榫节点的延性略低于钉节点,但最大承载力、极限位移、屈服荷载、屈服位移与耗能分别高出钉节点313.50%、35.38%、370.80%、92.76%、459.64%;在低周反复加载试验中,钉节点延性较差,燕尾榫节点延性相对较好,燕尾榫正向加载的最大承载力高出钉节点455.54%,负向加载的最大承载力高出钉节点234.74%,且燕尾榫节点维持刚度和强度的能力,以及耗能能力均优于钉节点。结论与钉节点相比,燕尾榫节点可以更大地发挥CLT材料的优点,以推动CLT建筑的工程应用。      

改性亚麻纤维增强胶合木梁受弯性能试验

将天然亚麻纤维经纳米TiO2接枝制得改性亚麻纤维复合材料(FFRP),以云杉-松树-冷杉木板(SPF木板)为原材料制作24根尺寸为2 850 mm×50 mm×150 mm的胶合木梁试件,采用改性亚麻纤维复合材料通过顺向粘贴在梁底部、横向粘贴在梁侧面和底部(U型箍)的方式对胶合木梁进行增强。对8组试件进行三分点加载受弯试验,分析梁底部改性亚麻纤维复合材料粘贴方式(粘贴长度、粘贴层数、U型箍)对胶合木梁破坏形态、极限承载力、跨中挠度、截面应变的影响及粘贴FFRP对胶合木梁受弯性能的增强效果。结果表明:在不发生剥离破坏的前提下,底部粘贴长度对胶合木梁的抗弯性能影响不大。对于无箍胶合木梁,底部粘贴FFRP能够提高胶合木梁的抗弯承载力与刚度,但底部粘贴的层数不宜过多,粘贴层数过多反而会导致提高幅度有所下降;对于有箍胶合木梁,其抗弯承载力与抗弯刚度,均随着底部粘贴FFRP层数的增加而增大。当底部粘贴3层FFRP时,有箍和无箍胶合木梁的抗弯承载力与抗弯刚度相差不大,但有箍梁的延性得到明显提高;当底部粘贴6层FFRP时,有箍梁的抗弯承载力和抗弯刚度比无箍梁均有明显提高。U型箍可以改变胶合木梁的破坏形态,无箍胶合木梁的破坏形态同普通梁一样,为脆性破坏;而有箍梁的破坏形态为延性破坏,U型箍能够避免木材层板间开裂与横向撕裂,增强FFRP与梁底部木材的协调性能,提高胶合木梁的抗弯性能。     

往复水平荷载下钢管再生混凝土柱的抗震性能试验

为研究方钢管再生混凝土柱在往复水平荷载作用下的抗震性能,基于现行设计规范,制作了4根方钢管再生混凝土试件进行拟静力加载试验,研究了再生骨料替代率、含钢率和轴压比这3种参数对试件抗震性能的影响。通过观察各试件的破坏过程和破坏形态,分析其滞回曲线、骨架曲线、延性系数、耗能能力及刚度退化规律发现：所有试件破坏形态都为柱脚的鼓曲破坏,与普通钢管混凝土柱相同;随着再生骨料替代率的上升,柱的极限承载力、延性系数及耗能能力都有所降低,但降幅不大;含钢率越大,柱的极限承载力明显提高,延性和耗能能力亦有所增加,抗震性能显著增强;轴压比对柱的极限承载力和延性有一定程度影响,轴压比越大,极限承载力越大,延性反而越差;从承载力、延性及耗能能力来看,在合理的轴压比和含钢率的前提下,方钢管再生混凝土柱具有较好的抗震性能,可用于抗震设防区。     

木塑集成木构框剪墙体抗侧性能试验研究

目的以木塑为主要材料将木塑与木结构相结合，探索一种基于木结构的木塑建筑，是克服现有轻钢结构木塑建筑不足的一个重要途径。墙体抗侧性能是决定木塑建筑在地震灾害作用下能否安全的重要因素，研究木塑集成木构框剪墙体抗侧性能可以为维护木塑建筑安全提供科学依据。方法设计了5片普通木塑集成框剪墙体和3片带斜撑的木塑集成框剪墙体，通过低周反复加载试验方法，研究了墙体的抗侧刚度、抗剪强度、立柱上拔量、刚度退化和单位耗能。结果木塑集成木构墙体的抗侧性能主要取决于木塑材结构支撑方式和覆面板连接方式，其破坏特征表现为覆面板钉连接失效破坏和木塑材连接节点断裂破坏。对于普通墙体，面板钉间距为75 mm时，墙体的抗剪强度、抗侧刚度和单位耗能分别比普通常规墙体的高出了35.40%、16.88%和76.22%。带斜撑墙体抗侧性能均明显优于普通常规墙体，木塑材人型撑和K型撑墙体的抗侧性能均与钢条剪刀撑墙体的相当，其中木塑材K型撑墙体抗侧刚度和单位耗能分别比钢条剪刀撑的高出了14.76%和16.44%，抗剪强度比钢条剪刀撑墙体的低了11.34%。覆面板厚度、斜撑和面板钉连接方式对墙体的约束作用能显著减小墙体框架立柱的上拔。结论木塑材集成方式是墙体抗侧性能的重要影响因素，采用框剪结构，增加斜撑和提高面板钉连接可靠性，能充分发挥木塑材料的优异性能，使墙体满足木塑建筑抗震要求。      

张弦及加载方式对预应力胶合木梁受弯性能的影响

采用一点张弦一点加载、一点张弦两点加载、两点张弦一点加载、两点张弦两点加载等4种不同的张弦加载方式,对4组12根预应力胶合木梁进行受弯试验,分析4种不同张弦和加载方式对预应力胶合木梁受弯性能的影响。结果表明:在预加力数值一定的前提下,加载点相同时,改变张弦方式对胶合木梁的极限承载力影响不大;张弦点相同时,两点加载比一点加载胶合木梁的极限承载力提高28.8%~38.9%;只有两点张弦两点加载时,梁顶受压区出现褶皱、梁底发生延性受拉破坏,其余破坏形态均为梁底脆性受拉破坏;加载过程中,两点加载较一点加载梁刚度略有提高、可使木材的抗压强度发挥更为充分,提高木材与钢丝的利用率。     

粘贴TiO2接枝改性亚麻纤维对胶合木柱轴压性能的影响

以樟子松锯材为基材制作27根正方形普通胶合木柱(柱横截面尺寸100 mm×100 mm、柱长700 mm,倒角半径为5 mm),其中3根为对照柱(未粘贴增强材料);采用101号亚麻纤维坯布制作的TiO2接枝改性亚麻纤维布为增强材料,以螺旋间隔、螺旋连续、环向间隔、环向连续粘贴形式粘贴3层和6层制作增强胶合木柱各3根(24根);应用量程100 mm的位移计测量试件在轴压状态下的整体位移,设置应变片测量试件加载过程中的变形量;在2000 kN微机控制电液伺服万能试验机上进行轴压性能试验,测试并计算破坏形态、极限承载力、延性系数及荷载-位移、荷载-应变曲线,分析不同粘贴层数和粘贴形式的TiO2接枝改性亚麻纤维对胶合木柱轴心受压性能的影响.结果表明:采用改性亚麻纤维增强胶合木柱,可提高其极限承载力与刚度.当粘贴层数相同时,连续粘贴形式对胶合木柱的承载力提高幅度,大于间隔粘贴形式;而环向粘贴形式的增强效果,优于螺旋粘贴形式.在粘贴形式相同时,平均极限承载力随着改性亚麻纤维布粘贴层数的增加而提高.增强柱平均延性系数提高幅度介于10.22％～68.17％之间,其中间隔粘贴组的延性系数随层数的增加而减小,而连续粘贴组的延性系数随粘贴层数的增加而增大.     

复合加载模式下条形基础的极限承载力

复合加载情况下,精确求解地基上条形基础的极限承载力,以及评价影响极限承载力的相关因素,具有很强的工程实用与理论参考价值。基于极限平衡原理,在Mohr-Cou lomb破坏准则的基础上,将地基上条形基础极限承载力问题等价为一个边界待定的泛函极值问题。利用变分原理得到与平衡方程相等价的积分约束条件以及相应的欧拉方程与横截条件,在引入问题边界条件后,利用VC++6.0编制了数值计算程序,求得了复合加载情况下地基破坏时的滑裂面函数与破坏包络曲线。同时从理论上研究了土体内摩擦角、土体黏聚力与地下水位变化等因素对地基破坏包络曲线的影响。     

新型自攻螺钉加固措施对胶合木梁受弯性能的影响

以云杉-松木-冷杉胶合木板材(SPF板材)为试验梁原材料,采用一种新型自攻螺钉加固胶合木梁的新方法(从梁底部旋入新型自攻螺钉以实现对普通胶合木梁的加固)制作了24根2850 mm(长)×50 mm(宽)×150 mm(高)的胶合木梁,进行三分点受弯试验,分析新型自攻螺钉不同的锚入深度、旋入角度和螺钉间距对胶合木梁受弯性能的影响。结果表明:新型自攻螺钉加固,可有效提高胶合木梁的极限承载能力,提高幅度在11.40%~71.40%不等,同时也可提高胶合木梁的刚度并减小跨中挠度变形,能够实现抑制和减缓胶合木梁脆性破坏。试验梁的承载能力与新型自攻螺钉锚入深度呈正相关,刚度随新型自攻螺钉锚入深度的增加呈现先增加后减小的趋势;新型自攻螺钉的螺钉间距对试验梁的极限承载能力影响不大,但对刚度有较大的影响,在螺钉间距大于1倍的梁高时,刚度与螺钉间距呈负相关;45°旋钉加固梁的极限承载能力优于垂直旋钉加固梁,同时其刚度更好,可更好地抑制和减缓试验梁的脆性破坏。推荐加固方式:梁底45°旋钉,垂直锚入深度为2/3倍的梁高,螺钉间距为1倍梁高。     

矩形钢管再生混凝土柱-工字形钢梁框架边节点的抗震性能试验

为研究矩形钢管再生混凝土柱-工字形钢梁框架节点的抗震性能,基于现行规范,按照1/2的缩尺比例设计2个节点模型。这2个节点模型分别填充再生骨料取代率为50%、100%的核心混凝土,考察了不同再生骨料取代率对节点抗震性能的影响,进行了低周反复荷载破坏试验并详细观察了节点模型在加载过程中的破坏形态。通过分析试验相关实测数据可知,矩形钢管再生混凝土柱-工字形钢梁框架节点的破坏形态表现为梁段形成塑性铰的弯曲破坏,满足了"强柱弱梁"的延性抗震设计要求;钢管再生混凝土柱-钢梁框架节点具有良好的延性和耗能能力,可在抗震设防区推广使用;2个试件的滞回曲线相差不大,不同再生骨料取代率对该类型节点的抗震性能不产生明显影响。     

菱镁混凝土夹芯板抗弯性能试验研究

针对菱镁混凝土夹芯板抗弯性能开展试验研究,初步探讨其受弯构件的基本力学性能,并对其破坏特征、变形曲线、开裂荷载和极限荷载进行了分析。结果表明:夹芯板从开裂到最终破坏具有明显的变形,延性较好;板材在加载过程中,在支座处率先出现剪切裂缝,随后在跨中侧面上出现起鼓现象;板的极限承载能力和刚度相对较低,由于人工制作,造成同批次夹芯板存在强度差异。所得结果可为该类夹芯板后续研究提供依据,同时可供有关工程设计人员参考。     

腹杆节间间距对平行弦木桁架承载性能的影响

研究腹杆节间间距对平行弦木桁架承载性能的影响,控制融余强度,形成平行弦木桁架强度及质量控制的理论支撑。采用Smsolve结构力学求解器对桁架进行内力分析,并对构件进行承载能力与稳定性验算,得到桁架腹杆节间间距临界值。采用静力加载方式,对平行弦木桁架挠度、轴向应变以及破坏形式进行测试,对2种工况模拟变形趋势与试验结果进行对比分析。结果表明,腹杆节间间距0 mm与65 mm的桁架,极限荷载平均值分别是设计荷载的5.26倍和3.49倍,均满足设计要求,且节间间距0 mm桁架的承载力高于节间间距65 mm桁架,2种桁架变异系数均较小,表现出较小的离散性。当达到极限荷载时,2种工况的跨中挠度值相差不大;节间间距0 mm桁架,跨中与两加载点处挠度值相差不大,变形较小;节间间距65 mm桁架,跨中与两加载点处挠度值相差1.5倍,此工况试件极限荷载均超过3倍设计荷载,满足规范设计要求。比较2种工况下桁架变形形式,可以看出节间间距0 mm桁架整体变形较小,有较高的承载能力。试验证明桁架破坏形式主要为节点齿板拔出,而导致桁架失效,破坏位置主要出现在两侧端部、跨中、加载点下端节点位置,与模型分析相一致。分析认为平行弦木桁架有较好的强度储备,在满足构件承载能力、稳定性的情况下,腹杆节间间距可在65 mm范围内进行调节,桁架失效主要发生在齿板连接节点处。     

影响农业钢拱结构腹板承载力因素分析

[目的]研究农业钢拱结构腹板承载力影响因素。[方法]通过有限元方法对径向均布荷载作用下的工形截面钢拱结构进行非线性分析,分析截面几何参数对腹板极限承载力。[结果]结果表明腹板长宽比越大,试件的极限承载力越小,而腹板厚度、翼缘厚度、翼缘宽度越大,试件的极限承载力越大。腹板长宽比和截面尺寸一定时,试件的极限承载力随着圆心角的增大而线性增大。[结论]在实际工程中,适当减小横向加劲肋的间距可有效提高试件极限承载力。建议腹板长宽比上限值为2.0。在建筑尺寸允许下,可将纯弯作用下的钢拱结构的圆心角增大,提高试件截面尺寸的极限承载力。     

小型航煤储罐的吸瘪机理

针对新疆某100 m3航煤储罐的吸瘪事故,采用数值仿真技术,通过高阶壳单元有限元模型进行了特征值屈曲分析和非线性屈曲分析,对小型航煤储罐的吸瘪机理进行了详细探讨.通过储罐运行参数确定罐体承受负压范围,通过模态分析确定无缺陷罐体承受的极限负压,对比了不同工况下储罐的变形和受力分布,确定了有缺陷储罐极限负压.研究表明,单纯...     

基于螺栓连接的薄壁钢-木组合梁承载力影响因素分析

为研究基于螺栓连接的钢-木组合梁承载力影响因素,采用数值模拟的方法建立了钢-木组合梁有限元模型进行定量分析。结果表明：螺栓直径对组合梁承载力影响较大;螺栓间距、木板厚度对组合梁承载力影响较小;螺栓连接可靠时钢-木组合梁的极限承载力远远大于薄壁钢梁。     

足尺胶合板弹性模量的两对边简支振动检测研究

【目的】研究足尺胶合板两个主要方向(即长度和宽度方向)弹性模量的两对边简支振动检测,为足尺胶合板两个主要方向弹性模量的在线无损检测提供一种新方法。【方法】以4种厚度共20块足尺胶合板为研究对象,采用有限元软件COMSOL Multiphysics和PULSE振动测试系统分别对两对边简支的足尺胶合板进行了模态灵敏度分析和试验模态分析;提出了一种两对边简支边界条件下的足尺胶合板弹性模量振动检测试验方法,运用此方法提取出足尺胶合板所需模态的频率,将其带入到编写的弹性模量检测算法中,用以计算足尺胶合板两个主要方向的动态弹性模量值;进行了三点弯曲静态试验检测足尺胶合板两个主要方向的静态弹性模量值,用以验证动态弹性模量检测结果的准确性。【结果】确定了用于计算足尺胶合板两个主要方向弹性模量的频率所对应的模态,分别为其自由振动前9阶模态中的第1阶模态(2,0)和第7阶模态(2,2);厚度变化对足尺胶合板的前9阶模态的阶次排序没有影响;足尺胶合板两个主要方向的动态弹性模量均大于静态弹性模量,且同一厚度足尺胶合板的力学性能存在不均匀性;足尺胶合板长度和宽度方向的动态弹性模量与静态弹性模量间均具有显著的线性...