某高层木混合结构抗震分析与性能测试

木混凝土混合结构在多高层木结构建筑中应用广泛,但此类结构的整体抗震性能以及楼盖动力特性有待研究。本文以江苏省康复医院医技楼为例,应用反应谱法与弹性时程分析法分别开展木混合结构的抗震性能分析,并对局部正交胶合木(CLT)楼盖通过原位测试,开展力学性能、动力特性以及人致振动研究。结果表明:结构抗震指标符合规范要求;CLT楼盖荷载位移关系呈双折线,挠度、应力理论计算时,建议板两端按简支考虑;CLT楼盖竖向自振频率均值约15.49 Hz,满足建筑楼盖限值要求,但在单人快走、单人小跑以及多人随机人致振动工况下,楼盖的峰值加速度偏大,应考虑增加现浇建筑面层,改善纯CLT楼盖舒适度不足的问题。可见,木混合结构通过设计可满足抗震要求,但轻质楼盖应注意舒适度构造措施。

第十三届中国(徐州)国际园林博览会综合馆暨自然馆钢木混合体系的工程应用

第十三届中国(徐州)国际园林博览会综合馆暨自然馆是一座独具特色展览建筑。通过介绍大跨钢木混合结构体系、钢木组合节点以及钢木结构防火防腐技术在项目中的应用,为大跨空间设计提供创新解决方案。

胶合木结构在景观建筑中的应用——以求索亭为例

胶合木结构以极大的灵活性、优秀的结构承载能力在全世界得到了广泛的应用。目前,国内对于胶合木结构的研究和应用呈现上升趋势,相关规范也逐渐趋于完善。以南京工业大学求索亭设计为例,通过分析比较多种材料及结构形式的实施方案,总结笔者参与的胶合木结构景观建筑项目设计及施工过程,以期为类似项目的设计和建造提供参考。

江苏省康复医院木-混凝土混合结构体系设计与分析

江苏省康复医院项目采用了胶合木梁柱+正交胶合木(CLT)组合楼盖+混凝土框架结构体系,可充分发挥木材与混凝土材料各自的性能优势,此类新型结构体系在国内外较为少见。应用国内外设计标准与理论,并结合有限元分析方法,对该工程整体及构件开展各项设计与分析工作。系统介绍了整体结构性能、CLT组合楼盖的强度与舒适性、木结构的抗火设计以及BIM技术的应用等方面的内容与成果。

K6型单层球面木网壳稳定承载力非线性分析

针对4组不同节点构造、矢跨比的木结构网壳试验模型,采用ANSYS软件中的Beam189非线性梁单元模拟连接节点的半刚性特征,开展基于多段梁模型的网壳承载力全过程非线性有限元分析。通过对比有限元与试验结果在荷载-位移全过程曲线、破坏模式以及极限承载力等方面的吻合度,判断多段梁方法在木结构网壳稳定性分析上的可行性。研究发现:多段梁方法与试验结果较吻合,多段梁分析方法可有效揭示木网壳的破坏机理;矢跨比是影响单层木网壳破坏形式的主要因素,大矢跨比易出现强度破坏,小矢跨比易出现稳定破坏,节点刚度对小矢跨比模型的影响程度更加明显;弹塑性分析时,木结构网壳的极限承载力建议按弹性多段梁有限元分析承载力的40%取值。研究成果以期为木网壳非线性稳定承载力的进一步研究提供借鉴。

胶合木张弦梁弯曲性能试验及工程应用研究

为了进一步研究胶合木张弦梁(BSS)的力学性能,进行了10榀花旗松胶合木梁(2榀普通胶合木梁(B),8榀的张弦胶合木梁)的抗弯试验研究。结果表明:张弦梁可改善普通梁的脆性破坏模式,使上弦木梁的受压性能得到有效发挥,破坏表现出塑性特征,极限承载能力提高3倍以上。张弦梁的极限承载力及刚度与跨高比成反比,与垂跨比成正比,与腹杆数量成正比。初始预应力水平对承载能力的影响不明显,仅对刚度有贡献。结构破坏时的延性需要综合考虑各项因素。结合一项设计完成的50.4 m跨胶合木张弦拱结构实例,阐述关键连接节点及预应力取值等问题,并对整体结构性能进行了分析。研究内容可为胶合木张弦梁理论及工程应用提供参考。

混凝土小型空心砌块框架填充墙裂缝机理分析及控制措施

目前,混凝土小型空心砌块被大量应用于框架填充墙中,因其收缩性较大,所引起的墙体裂缝问题越来越受关注,也影响着非黏土墙材的进一步推广。针对这一问题,利用有限元的方法对框架填充墙进行裂缝机理研究分析,得到单层单跨不同构造措施填充墙的裂缝的初始形成位置及其开展情况,比较了各种构造措施对框架填充墙抗裂性能的提高情况,最后结合分析结果对裂缝的控制提出了一些建议。

基于Abaqus的木结构螺栓节点刚度有限元分析

为分析木结构中对螺栓节点刚度的主要影响因素,首先基于Abaqus软件针对试验节点建立有限元模型,考虑木材的材料非线性、装配体间接触对、边界约束条件设置等关键问题,对比发现有限元分析方法是可行的。在此基础上,扩充模型参数,进一步分析螺栓直径与侧材厚度比值、螺孔与孔壁间隙、节点安装偏差以及螺栓的预紧力对木结构螺栓节点刚度的影响,研究成果可为螺栓节点应用于木结构中提供技术参考。

木网壳钢板群栓节点轴向滑移刚度试验与理论研究

作为大跨木网壳常见节点之一的钢板群栓节点,在轴向力作用下极易发生滑移变形,对整体网壳的力学性能产生不可忽略的影响。为研究不同参数对钢板群栓节点轴向滑移刚度的影响,对13组,考虑螺栓直径、数量、行距、列距以及材质等级等变化参数的钢填板-螺栓节点开展了单调加载试验研究,得到不同参数节点的轴向滑移刚度及变化规律,基于单栓的半无限体地基梁理论以及群栓弹簧模型建立了节点初始滑移刚度的理论公式。分析结果表明,节点轴向滑移刚度随螺栓直径的增大以及螺栓数量的增加,总体呈现非线性的增加趋势;螺栓列距、螺栓材性对轴向刚度影响的规律性不明显。采用弹性地基梁理论分析的节点刚度与试验结果吻合度较好,可作为木网壳群栓节点轴向滑移刚度的预测分析方法。

考虑节点域轴向滑移刚度的K6型单层球面木网壳稳定性分析

利用ANSYS软件中的Combin39非线性弹簧单元模拟木网壳节点域的各向连接,建立K6型单层球面木网壳模型,开展全过程稳定性分析,分析节点域轴向滑移刚度对网壳整体稳定性的影响。结果表明:考虑节点轴向滑移变形易造成网壳整体竖向刚度下降,部分木杆件由轴向受力转化为弯屈受力为主,最终影响到网壳的破坏模式及极限承载力;节点处杆端与钢榖间存在的间隙,造成钢榖无法限制节点的受力滑移,使节点轴向滑移刚度对网壳整体性能的不利影响充分发挥;节点轴向滑移刚度对网壳性能的影响程度随着网壳跨度的增加呈微弱的增长趋势;节点刚度对不同矢跨比网壳的影响并非线性关系,存在最不利矢跨比情况;随着网壳分频数的增加,造成节点数量增加,从而加大了节点轴向滑移刚度对网壳的影响程度。

采用分离式模型分析砂浆特性对填充墙温度变形的影响

采用有限元分析软件ANSYS将砂浆与砌块分离,分开考虑2种材料的材料特性,分析砂浆等级、砂浆厚度对框架填充墙体在温差作用下的变形的影响,进而探讨墙体裂缝开展的位置与砂浆特性的关系,研究成果可以给实际施工一些建议。

半刚性单层球面木网壳整体稳定性试验

为了研究节点半刚性对木网壳整体稳定性的影响,设计一种钢管-耳板螺栓节点并应用于K6型单层球面木网壳模型,采用静力加载方式对其进行了全跨、半跨及简化加载试验。结果表明:采用半刚性节点的木网壳具有稳定承载能力。全跨加载时网壳顶点位移最大且最容易发生失稳,半跨加载时易发生局部失稳。简化试验中增加节点的抗弯刚度,木网壳模型的稳定承载力提高31%且节点的极限位移降低30%。最终利用ANSYS建立网壳数值模型对简化试验结果进行验证。

大跨胶合木人行桥动力特性分析

山东省滨州市飞虹桥为单跨跨度99 m的大跨度胶合木人行桁架拱桥,为了解大跨木结构桥梁的动力特性,同时为推广该类型桥梁的工程应用提供依据,采用有限元计算和现场实测的方法对该桥的振动模态进行了对比研究,并根据不同标准对该桥的人致振动性能进行了分析。结果表明:桥梁竖向频率测试结果与有限元计算结果接近,因桥面系会提供一定横向刚度,横向频率测试结果大于有限元计算结果;桥梁自振频率满足中国《城市人行天桥与人行地道技术规范》(CJJ 69—95)标准的人致振动竖向自振频率限值要求,依据EN 1990-Annex A2-2005标准、ISO 10137:2007标准计算行人荷载作用下的桥梁振动加速度,桥梁的竖向和横向振动加速度均能满足对应标准的舒适性指标要求。

大跨木结构研究现状及关键技术

木结构具有环保节能、布置灵活和易于装配等优势。随着新技术和新材料的出现,大跨木结构得到了广泛的关注和研究。基于已建的大跨木结构建筑,本文总结了现有的大跨木结构类型,并从结构布置、整体构型和基本受力单元3个方面进行了分类。同时,分析了不同大跨木结构类型的研究进展和关键设计技术,讨论了大跨木结构研究需要解决的问题。

基于传统拼合方式的胶合木柱轴压试验研究

为传承中国传统木构建筑的精髓,基于《营造法式》中合柱鼓卯两段合的做法,对采用燕尾榫方式拼合的层板胶合木柱(GLT)进行轴心受压试验研究,分析其轴向位移、侧向挠度、竖向应变、极限承载力等在不同长细比和暗鼓卯榫高下的变化规律,并选用相同截面尺寸的GLT柱作为对比组。使用ABAQUS软件模拟轴压试验,与试验结果对比分析,以验证模型可靠性。通过参考各国木结构设计规范,提出考虑构件长细比影响的拼合柱稳定承载力的轴压调整系数,并总结出调整系数的计算公式。结果表明:随着长细比的增大,拼合柱的轴向位移和侧向挠度也随之增大,峰值荷载和峰值竖向应变随之减小,暗鼓卯榫高对拼合柱的影响不显著;有限元模拟曲线和试验曲线大致吻合,并且有限元模拟结果与试验结果误差基本在10%以内。

多高层木结构建筑的工程实践——以山东鼎驰木业有限公司研发中心为例

山东鼎驰木业有限公司研发中心六层办公楼,建成后将成为目前国内最高的木结构办公建筑之一。该项目率先在多高层建筑中采用正交胶合木(CLT)剪力墙,并采用CLT墙体作为防火墙,在结构、消防以及信息化技术的应用方面具有重要的指导意义,必将成为行业内重要的示范建筑,为木结构装配式多高层建筑的推广奠定基础。

±0.000m以下墙体应用混凝土小型空心块材的探讨

本文通过调研及对混凝土小型空心砌块耐地下水性能的试验研究,提出在非冻胀条件下,在±0.000m以下墙体采用空心墙材是可行的。该课题为江苏省经济贸易委员会基金项目(苏经贸资源[2003]999号)。

木网壳节点半刚性研究

木网壳节点多数介于刚接和铰接的一种半刚性节点,选择一种螺栓钢填板节点,进行JD1、JD2两组节点抗弯试验,通过改变节点的螺栓排数体现节点弹性阶段抗弯刚度的不同,得到其荷载-位移曲线和弯矩-转角曲线。在此基础上,建立节点多段梁模型,根据力法计算模型弹性段跨中位移理论值。利用Beam189的非线性广义梁截面特征模拟节点域和杆件之间的连接部位,建立有限元模型,得到分析值,将其结果与试验值和理论值对比,验证简化模型的合理性。最后将多段梁模型运用到木网壳半刚性模型中,考虑节点刚度对网壳极限承载力的影响。

我国装配式木结构建筑产品认证发展初探

随着装配式建筑理念的提出,木结构建筑作为一种具有明显装配式特征的建筑结构体系,迎来了新的发展和机遇。然而在发展的同时,装配式木结构产品质量评估制度问题日益突出。本文介绍了国外木结构产品认证体系和认证制度,针对我国木结构建筑发展状况,提出了装配式木结构建筑产品认证体系构成形式,并对产品认证发展方向和推动措施进行了探讨。

装配式木结构建筑在工程中的实际运用-以吉林省珲春市五层木结构住宅楼为例

装配式木结构建筑采用标准化设计、工厂化生产、装配化施工、信息化管理、智能化应用等方式,具有建造速度快,受气候条件制约小,节约劳动力并可提高建筑质量等特点,因此应用前景广阔。本文以国内目前最高的吉林省珲春市五层木结构住宅楼为例,介绍了装配式木结构在标准化设计中的应用。