纤维增强复合材料增强胶合木受弯构件研究综述与展望

针对纤维增强复合材料(FRP)增强胶合木受弯构件研究进行综述,系统梳理了现有增强技术,详细阐述了界面黏结性能、抗弯性能、蠕变性能的影响因素与分析方法。研究表明:FRP增强技术能更有效地利用胶合木受弯构件中木材的强度,提高构件抗弯承载力、控制弯曲变形并改善脆性破坏模式。针对FRP增强胶合木受弯构件在工程应用上的制约因素,提出了在预应力增强技术、长期性能、抗火性能和可靠性方面研究中亟需解决的关键问题。

不同气候条件下预应力木梁柱节点长期转角计算方法

梁柱节点长期转角是评估预应力木框架结构长期适用性能的重要指标,过量的梁柱节点长期转角会引起木梁竖向变形的增大,降低结构适用性;因此准确预测预应力木梁柱节点转角的时变规律是保证预应力木结构长期安全服役的重要前提。该文提出了不同气候条件下预应力木梁柱节点长期转角的数值计算方法,该方法包括木材水分传输、时变预应力计算、弹性转角计算、蠕变和环境变形计算、节点长期转角更新五个模块。随后利用长期试验数据验证了计算方法的准确性。最后,基于验证的数值计算方法分析了不同气候条件、木材初始含水率和构件尺寸对预应力木梁柱节点长期转角的影响规律,依据50年服役期内的最大转角蠕变系数评估了节点长期变形的性能等级。结果表明:该文所提出的数值计算方法与试验结果吻合良好;气候年平均相对湿度越大,节点发生中等或严重变形的比例越高;木材初始含水率越高,节点发生中等或严重变形的比例越低;构件理论尺寸越大,节点长期变形越小。

长螺杆加强型胶合木梁柱节点力学性能

胶合木梁柱螺栓钢填板节点由于抗弯刚度较低,在结构设计中通常被视为铰接。提出了一种长螺杆加强型胶合木梁柱节点,为无支撑或剪力墙的中高层木结构体系中提供较好的刚性连接。设计并加工了3组不同长螺杆直径的节点试件,通过单调加载和往复加载试验探究了节点的抗弯刚度、抗弯承载力、破坏模式及耗能性能。通过ABAQUS有限元软件建立了节点力学模型,模拟结果与试验结果较为吻合,并基于该模型开展了参数分析。结果表明:该节点具有较高的抗弯刚度与抗弯承载力,经过合理构造后节点损伤主要集中在长螺杆,而长螺杆在破坏后易于更换,可提高节点韧性与使用寿命。参数分析结果表明,转动刚度与长螺杆直径及力臂呈正相关。基于试验与模拟的结果,提出了该类节点抗弯刚度及抗弯承载力的计算方法,为其在实际工程中的设计与应用提供参考。

预制装配梁板式风力机基础整体性分析

该文以采用环向预应力连接方式的全预制装配式风力机基础为研究对象,通过理论推导和ABAQUS有限元模拟研究该类型基础的整体性。得出以下几点结论:(1)确定了预制件间最大相对滑移方向及位置;(2)推导出预制件间最大静摩擦力的计算方法,其中地基反力的分布形式直接影响最大静摩擦力的计算;(3)提出相对刚度比的概念,基础整体刚度随相对刚度比的增大而增大;(4)在正压力足够大时,预制件间的摩擦力与弯矩呈线性关系;(5)环向预应力能够有效地减小预制件间的相对滑移,提高基础的整体性。

督脉灸联合中药穴位贴敷对腰椎间盘突出症腰腿痛的改善作用

腰椎间盘突出症(LDH)最典型的症状是腰局部疼痛伴放射性下肢疼痛,大多数患者采取保守治疗措施能获得良好效果,但是常用西药如非甾体类抗炎药、糖皮质激素等虽然能缓解疼痛,但是因病症反复发作长期使用不可避免导致副作用,是患者接受度下降[1-2]。LDH在中医学临床辨证以气滞血瘀型占比例高、症状体征重[3]。艾灸联合中药外敷结合了温热、经络效应,经热灸、药物渗透等作用途径,将中药有效组份直接作用于病灶部位,有助于局部血液循环、炎症吸收,对LDH病人的腰腿疼痛减轻效果明显[4]。

层板销接木性能研究进展

层板销接木(DLT)是仅由木销和层板组成的一种无胶无钉、近似全实木的工程木产品,可用于制作梁、墙体和楼板,具有用材经济、绿色低碳和预制化程度高等特点.从构造和分类两方面对DLT进行简要概述,系统梳理了近些年DLT在木销、木销节点及构件方面的性能研究成果,包括木销-层板销槽承压性能、木销节点抗剪性能、DLT木梁抗弯性能及DLT板振动特性等.在此基础上,介绍了DLT在性能研究中存在的不足,并提出了DLT研究亟需解决的关键问题.

螺栓排数和自攻螺钉对木梁柱节点抗侧力性能的影响

通过4组梁柱节点在单调和往复加载下的抗侧力试验,得到了各组节点的破坏模式、弯矩-转角曲线、滞回曲线、强度、刚度、延性及耗能性能,研究了不同螺栓排数和自攻螺钉加强对节点抗侧力性能的影响.结果表明,普通节点中裂缝出现早,开展迅速;增加螺栓排数可提高节点的强度和延性,其中强度提高更明显;自攻螺钉加强可明显减轻和延缓木材的开裂,提升节点的延性和抗震性能.

基于Johansen屈服模式的胶合木节点标准火灾承载力模型

开发了节点常温力学有限元模型和高温下热传递有限元模型,基于Johansen屈服理论提出了节点常温及火灾下的承载力计算方法。通过随温度变化的销槽承压强度双折线折减关系,得到销槽承压强度随螺栓长度的积分,并基于3种主要破坏模式的力学分析,得到不同持荷比下节点的耐火时间,计算结果与试验值较为接近。

木结构钢填板预应力套管螺栓连接性能试验

针对木结构螺栓连接初始刚度低的问题,提出了一种新的连接形式——钢填板预应力套管螺栓连接.在这种连接形式中,张拉后的螺杆使放置于木孔内且紧贴木孔壁的套管顶紧钢填板;在节点受力初期,主要利用钢填板与套管间的摩擦力抵抗钢填板相对于木槽的滑移.为研究连接性能,对单个新连接节点以及普通螺栓连接节点进行了抗拉试验,试验结果表明,新连接节点具有较好的承载力和刚度;在控制节点受力的情况下,节点延性也较合理.另外,考虑到《木结构设计规范》GB5005—2003对销轴类连接节点顺纹端距的严格要求,又对一组端距小于规范要求的单个新连接节点进行了顺纹抗拉试验,试验结果表明,小端距的新连接节点承载力和刚度仍优于普通螺栓连接节点;同样,在控制节点受力的情况下,节点延性也较合理.

轻型钢木混合楼盖水平荷载转移性能

通过水平集中荷载作用下一层两跨的钢木混合结构拟静力试验,研究轻型钢木混合楼盖弹性状态下平面内刚度及其对水平荷载的分配.为了量化楼盖平面内刚度对水平荷载分配的影响,定义了楼盖水平荷载转移能力系数β,探讨了楼盖平面内刚度与竖向抗侧力构件抗侧刚度比值α与β的关系,并根据α及β数值大小定义刚性楼盖.试验结果表明,轻型钢木混合楼盖在仅铺设SPF（云杉-松木-冷杉）规格材面板且竖向抗侧力构件仅为钢框架时,α在0.5～1.0之间,β为64.0％左右,楼盖已能较好地分配水平荷载;铺设水泥砂浆面层后,α增至3.0以上,β增至90.0％左右,结构有很强的空间协同作用,楼盖为刚性楼盖;当竖向钢框架间加上轻型木剪力墙后,α下降至1.0～2.0之间,β下降至78.0％左右,楼盖不再为刚性.

336m高钢结构电视塔模态参数实测与分析

大型多功能钢结构电视塔的模态参数无论对结构抗风还是抗震都具有重要的意义 ,但是在实际复杂工程中对结构模态参数的影响因素较多 ,理论计算有时难以与实际工程完全一致 .为此 ,详细介绍了黑龙江 336m高钢结构电视塔实测试验所用的仪器设备、人工激振方法、信号采集及结构模态分析等方法 。

光圆螺杆加强胶合木梁柱螺栓节点抗侧性能

采用光圆螺杆对节点进行横纹加强,并通过进行胶合木螺栓连接梁柱节点在有、无光圆螺杆加强时的单调和低周往复加载试验,研究了节点的刚度、延性、承载力、破坏模式和抗震性能.结果表明:普通节点裂缝出现较早且发展迅速,主要破坏模式为劈裂破坏;采用光圆螺杆加强后,节点的主要破坏模式为销槽承压破坏和螺栓弯曲破坏,并且节点的承载力、延性和抗震性能得到了明显提高.

大型超高钢结构电视塔模拟地震振动台试验研究

通过对大型超高钢结构电视塔1/40整体模型模拟地震振动台试验,测试了模型结构的动力特性,及其在8度多遇、8度基本以及8度罕遇烈度地震作用下的阻尼比、频率变化和塔楼顶部位移,并根据试验结果和相似理论,分析了原型结构的地震反应。试验及分析结果表明,原型结构前三阶自振频率为0.303 Hz(X向平动)、0.317 Hz(Y向平动)和0.625 Hz(扭转),对应的振型周期依次为3.3 s、3.15 s和1.6 s,其扭转周期与前两阶平动周期的比值分别为0.48和0.51,且在8度多遇和罕遇地震作用下结构最大层间位移角分别为1/807和1/99,表明原型结构整体抗震性能较好,能够抵抗所在地区设防烈度下各水准地震作用。

钢梁栓-焊混合连接节点性能试验

为实现工业化建筑快速施工的目标,设计了钢梁现场翼缘对接栓-焊混合连接节点.此节点在拼接处梁的下翼缘及近下翼缘的腹板上焊接法兰板,通过高强度螺栓连接;法兰板上部焊接加劲板,加劲板同时焊接于梁腹板上;腹板采用高强度螺栓连接,上翼缘待腹板和下翼缘安装完成后现场俯焊.为考察此节点在地震作用下的极限承载力、滞回性能及失效模式等性能,设计了3个试件进行单向及低周往复加载试验.试验结果表明,梁节点具有很好的延性转动能力,转角最大可达0.095rad,延性转动后摩擦型螺栓变成承压型高强度螺栓,强度还有一定的提高.最终节点失效是由于连接法兰板的螺栓松动,法兰板缝隙发展,导致螺栓滑丝松动而失去承载能力.

两相邻输电塔的同步环境脉动实测试验研究

基于随机振动及系统识别理论,对两相邻自立式直线输电塔进行同步环境脉动实测,识别两相邻输电塔耦合导地线的动力特性及绝缘子在输电塔的横向和纵向的振动频率。试验结果表明:在塔两侧导地线的初始张拉力一致的情况下,相邻直线输电塔的动力特性较为接近,与输电塔档距无关;同时分析得出输电塔的阻尼比均大于《高耸结构设计规范》(GB50135-2006)规定的阻尼比0.01。由于导线的影响,测试出绝缘子在塔-线体系横向振动频率大于输电塔的振动频率,而在纵向小于输电塔的振动频率,频率的差异对输电塔-线体系在风荷载作用下的振动情况不利。

不同覆面材料木剪力墙抗侧性能试验研究

对10片尺寸为2.44 m×2.44 m且覆面板分别为进口OSB板、国产OSB板、国产胶合板、玻镁板和石膏板的木框架剪力墙进行了单向加载试验,得到了不同覆面板剪力墙的破坏模式、荷载-位移关系,通过计算分析获得了各种剪力墙的屈服和极限荷载、弹性阶段刚度、板材延性等性能指标.研究结果表明:国产胶合板及OSB板剪力墙在承载能力、延性和耗能方面较进口OSB板剪力墙有较大的提高;玻镁板不仅具有较好的防火、防水性能,而且比石膏板的强度高、韧性好.因此国产板材具有良好的力学性能,可以作为轻型木结构剪力墙的覆面板材.

都江堰向峨小学轻型木结构设计与施工

2008年5月12日,四川省汶川县发生8.0级大地震,大量结构整体倒塌,造成了重大的人员伤亡和经济损失。与其他结构形式相比,轻型木结构体系质量轻、韧性好、具有良好的抗震性能。灾后重建项目都江堰市向峨小学,采用现代轻型木结构技术,充分利用木结构优越的抗震性能。但此种结构体系在我国属于新兴的建筑结构形式,缺乏结构设计和施工经验。结合该工程,说明轻型木结构设计与施工的特点。

轻木结构正交主轴齿板连接承载力试验及分析

为确定轻型木结构正交主轴金属齿板连接节点的受力—变形性能及板齿极限承载力、齿抗滑移承载力,对40个齿板节点试件进行了荷载平行于木纹方向的加载试验.在试验基础上,利用最小二乘原理对数据进行了Foschi公式的曲线拟合,得到该种齿板的荷载—变形曲线;利用概率统计方法对试验数据进行拟合检验,得出该种齿板承载力的概率分布模型,确定了该种齿板的板齿极限承载力标准值和齿抗滑移承载力标准值.分析结果表明,该类节点延性较好,变异性较低.

重组木框架梁柱节点力学性能试验研究

试验研究了2组足尺重组木梁柱节点试件在单调荷载和往复荷载作用下的抗侧性能,探讨其破坏模式.试验结果表明,重组木节点具有较高的初始抗侧刚度和极限抗弯承载力以及较好的延性.与胶合木节点相比,使用相同长细比、个数和布置形式的螺栓实现同等的极限承载力时,重组木节点的峰值有效刚度和耗能能力分别提高约30%和90%.重组木材料强度、弹性模量和强重比的提高,有效强化了重组木梁、重组木柱与螺栓、钢填板间的相互作用,节点受力性能显著改善.

中国农村住宅现状及木结构的发展前景

木材是我国农村住宅建设中一种传统的建筑材料,但近30年,随着砖砌体、混凝土商品化程度提高,新建农村住宅的结构形式越来越单一化,大多采用砖混结构形式。随着我国林业资源的发展,木材可再生、易施工性能不断被认识,木结构在农村住宅中的应用将不断增多。