加筋木-混凝土组合梁承载力计算及尺寸设计方法

基于加筋木-混凝土组合梁受力特点,建立了加筋木-混凝土组合梁极限抗弯承载力计算模型,提出了组合梁极限抗弯承载力公式。为验证公式的正确性,设计并制作了四根加筋程度不同的木-混凝土组合梁构件。加载试验结果表明:理论推导公式与试验结果吻合较好,适用于加筋木-混凝土组合梁的极限抗弯承载力计算。同时结合极限抗弯承载力计算模型,提出了加筋木-混凝土组合梁尺寸设计方法,为木-混凝土组合梁的设计提供了参考。

部分剪切连接胶合木-混凝土连续组合梁受力性能分析

为研究部分剪切连接胶合木-混凝土连续组合梁中抗剪连接件不同分布情况对其受力性能的影响,运用ANSYS有限元软件建立4组模型试件,对抗剪连接件进行分段布置,其他相关参数和条件均保持不变,对4组试件的滑移、挠度和剪力进行建模分析。有限元计算结果表明:抗剪连接件分段布置的3组试件滑移和挠度均比沿全梁等间距布置抗剪连接件的试件小,荷载总量相同时对称集中荷载对组合梁滑移和挠度的影响更大;间距为150 mm试件(GCB-4)的抗剪连接件布置方式最合适,该试件的界面滑移和挠度最小,且抗剪连接件的分布方式在实际施工时更方便,只需计算出布置区域并按固定间距布置即可。

木-混凝土组合梁长期受力性能研究进展

木材和混凝土材料在长期的荷载作用下有较明显的徐变效应,木一混凝土组合梁在正常使用过程中可能出现较大的变形。简要分析了木一混凝土组合梁的长期受力机理,并较系统地对国外研究现状进行了综述。重点介绍国外木一混凝土组合梁长期试验研究,主要分为推出件试验研究及梁式试验研究,还介绍了国外木-混凝土组合梁长期受力性能的理论分析方法与数值模拟方法。指出了现有理论计算和设计方法的优缺点,并提出未来在木-混凝土组合梁设计方面需要进一步研究和解决的问题。

火灾下木-混凝土组合梁温度场数值模拟

利用ANSYS有限元分析软件,对ISO 834升温曲线下木-混凝土组合梁的温度场分布情况进行数值模拟,探讨了混凝土板和木模板厚度对火灾下组合梁温度场的影响。结果表明,混凝土板具有明显的阻热作用,可以延缓木梁顶部温度的发展;混凝土板下翼缘设置木模板可以很好地延缓混凝土板截面上温度场的发展。计算结果可为工程中抗火设计以及火灾下木-混凝土组合梁的力学性能分析提供参考。

木-混凝土组合梁受力性能试验研究

为了揭示木-混凝土组合梁受力性能,设计、制作了3根剪力连接水平不同的木-混凝土组合梁模型。通过静力加载试验,得到了荷载-滑移曲线、荷载-挠度曲线和组合梁跨中应变分布。研究表明:在相同荷载作用下,组合梁的交界面相对滑移、跨中挠度、承载力随着剪力连接度的降低而递减;随着荷载增加,交界面相对滑移量增大,组合梁不再符合平截面假定;传统抗弯刚度计算公式不再适用于组合梁,应给予适当折减。

木-混凝土组合梁相对滑移分析

组合梁交界面上的滑移效应导致组合梁的截面曲率增大,刚度减小,挠度增大,强度减小,对木-混凝土组合梁影响更大。文章对木-混凝土组合梁受弯截面进行力学分析,研究交界面的相对滑移,并得到了相对滑移方程,有利于研究木-混凝土组合梁的实际工作性能。

胶合木-混凝土组合梁螺钉连接件推出试验研究

胶合木-混凝土组合梁中的剪力连接件是整个组合梁中至关重要的一部分。为了抵抗木梁与混凝土板之间的纵向剪力和滑移,不仅要求剪力连接件具有一定刚度,还必须具有足够的受剪承载力。为了研究胶合木-混凝土组合梁螺钉连接件的受力性能,对10组共30个胶合木-混凝土组合梁螺钉连接件进行推出试验研究。根据试验结果,探讨了螺钉连接件的受力特性和破坏机制,分析了螺钉直径、螺钉嵌入长细比、混凝土强度、螺钉布置方式等因素对螺钉连接件受剪承载力的影响。结果表明,螺钉连接件受剪承载力随螺钉直径的增大而增大;螺钉连接件受剪承载力随螺钉嵌入木材部分长细比的增大而增大,但增长幅度趋于平缓;混凝土强度和螺钉布置方式对受剪承载力的影响很小。研究结果可以为胶合木-混凝土组合梁的设计和工程应用提供参考。

碳纤维增强复合材料增强胶合木-混凝土组合梁静力试验

为了研究碳纤维增强复合材料(CFRP)增强胶合木-混凝土组合梁在静荷载作用下的受力性能,进行了4根完全剪力连接胶合木混凝土简支组合梁的试验,其中1根为未增强组合梁,3根为不同CFRP增强程度的组合梁,考察了CFRP增强胶合木-混凝土组合梁的变形发展过程与破坏形态,得到了试件跨中的荷载挠度曲线、胶合木梁与混凝土翼板交界面的荷载滑移曲线、试件跨中沿截面高度方向的纵向应变分布、试件剪跨段混凝土板横向应变分布,并分析了CFRP增强程度对组合梁受弯承载力以及挠度的影响。结果表明:CFRP可延缓胶合木混凝土组合梁的受拉脆性破坏,降低木材缺陷对组合梁受弯性能的影响,充分利用混凝土的抗压强度并显著提高胶合木-混凝土组合梁的承载力和刚度。

木-混凝土组合梁剪力连接件研究现状

木-混凝土组合梁受力性能优劣的关键在于剪力连接件的设置,为指导连接件设计,从剪力连接件构造形式、连接件破坏形式、连接件抗剪承载力计算方法、连接件抗剪刚度计算方法等方面,全面介绍目前国内、外学者的研究成果,并对研究中存在的问题进行了分析。研究分析可知,现已有多种可靠的连接件运用于木-混凝土组合梁工程实际中,并表现出优异的连接性能。其中,剪力榫-锚钉型连接件是整体性能相对最好的连接件形式,具有在相关土木建筑领域的推广应用价值。

基于钢板-钢管混合连接的木混凝土组合梁推出试验

基于钢板-钢管混合连接,提出了木混凝土组合梁的预制装配连接形式,采用短期推出试验和长期加载试验分别研究了钢板-钢管混合连接的短期与长期抗剪性能。通过推出试件的短期破坏性试验,研究钢板-钢管连接的破坏模式、极限承载力和滑移刚度等性能;通过长期加载试验,分析钢板-钢管连接的长期滑移和蠕变系数,长期加载中考虑了相当于连接件短期承载力的10%和20%两种荷载比的影响;对加载近470 d后的长期试件进行破坏性推出试验,分析长期加载对其极限承载力和滑移刚度的影响。结果表明:钢板-钢管连接的极限承载力超过130 kN,初始状态的滑移刚度为45.9 kN/mm;通过短期推出试验和长期加载后的推出试验对比发现,钢板-钢管连接件受到长期荷载作用后,极限承载力和滑移刚度无明显下降,呈现出较好的长期性能。

木-混凝土组合梁螺钉连接件受力性能及计算方法研究

作为一种新型的组合构件,木-混凝土组合梁具有良好的力学性能。螺钉连接件施工简便、成本较低,并且具有较好的延性,被广泛地应用于木-混凝土组合体系中。通过4组推出试验对木-混凝土组合梁螺钉连接件的抗剪性能进行研究,重点分析了混凝土种类和螺钉直径对螺钉连接件受力性能的影响。结果表明:使用轻骨料混凝土代替普通混凝土对螺钉连接件的受力性能没有明显影响;随着螺钉直径的增大,连接件的承载能力和刚度显著提高。在对螺钉的实际受力状态进行分析的基础上,建立了木-混凝土组合梁螺钉连接件抗剪承载力的理论计算模型。与欧洲规范中螺钉连接件的计算公式相比,新建立的计算模型可以更为准确地预测木-混凝土组合梁螺钉连接件的抗剪承载力。

异形阻燃木-混凝土组合梁耐火特性实验

为提高纯木梁的耐火性能,提出异形阻燃木-混凝土组合梁提高耐火性能的方法。通过实验研究对比Π形、T形的异形阻燃木-混凝土组合梁与全混凝土梁受火特性和剩余承载力。研究结果表明:3面受火后,异形阻燃木-混凝土组合梁上部多数区域未达强度降低起始温度,全混凝土梁均超过强度降低起始温度,且受火温度远远高于木-混凝土组合梁;T形阻燃木-混凝土组合梁试件剩余承载力最大,耐火能力最强,Π形阻燃木-混凝土组合梁次之,全混凝土梁最差;异形阻燃木-混凝土组合梁受火后损坏情况轻于全混凝土梁,但产烟量大于全混凝土梁。

木-混凝土组合梁剪力连接件研究现状综述

木-混凝土组合结构是在木结构和混凝土结构基础上发展起来的一种新型结构。试验研究表明,当木梁和混凝土板用可靠的剪力连接件连接起来共同作用时,抗弯承载力和抗弯刚度都有较大的提高。文章总结了近年来国内外木-混凝土组合结构的特点,主要介绍了国内外木-混凝土组合结构剪力连接件的研究现状,展望了我国现阶段木-混凝土组合梁剪力连接件领域的研究方向。

木-混凝土组合梁螺钉连接件承载力计算方法的对比分析

螺钉类抗剪连接件具有施工方便,受力状态明晰等优点,在木-混凝土组合梁实际工程中被大量应用。作为保证木梁与混凝土翼缘板共同受力的关键部件,螺钉连接件的承载能力对组合梁受力性能有重要影响。目前国内外尚无较为完善的计算螺钉连接件承载能力的方法,为了研究现有计算理论的准确性与工程适用性,详细介绍了4种适用于螺钉的木-混凝土组合梁抗剪连接件承载力计算方法,以32个螺钉连接件推出试件试验数据为依据,对4种方法进行了对比分析,得到以下结论:欧洲规范5公式和Dias公式偏保守,低估了螺钉连接件的抗剪承载力;Ceccoti公式和Saulius公式计算结果与试验值吻合较好,其中Saulius公式计算结果离散系数较小。

木-混凝土组合梁桥长期性能试验研究

本试验制作木-混凝土组合梁桥足尺试验模型,进行为期5个月荷载试验。通过对木-混凝土组合梁桥变形发展过程进行研究,得到木-混凝土组合梁桥跨中挠度-徐变曲线、应力-徐变曲线。采用试验的徐变曲线进行数值模拟分析。通过数值模拟计算结果与试验结果对比可知:数值模拟计算结果与试验结果吻合较好;试验的徐变曲线能真实反映木-混凝土组合梁桥在长期荷载作用下的变形发展过程;并提出了适用于木-混凝土组合梁桥在长期荷载作用下的变形计算公式,组合梁桥最终挠度增长系数为2.13。

木-混凝土组合梁栓钉连接件受力及梁抗弯性能研究

木-混凝土组合梁结构是将木梁与混凝土板通过可靠的抗剪连接件组合在一起共同受力工作的。本文总结了木-混凝土组合梁国内外研究现状,介绍了其短期试验和长期试验的研究成果,为木-混凝土组合梁结构的发展提出了建议。

完全组合作用下木-混凝土组合梁承载力计算

木-混凝土组合梁是将木梁和混凝土梁通过剪力连接件组合到一起从而共同承担外力作用的结构体系。根据剪力连接件的抗滑移性能,木和混组合梁的连接可分为刚性连接和柔性连接。当组合梁采用刚性连接时,木梁和混凝土梁之间的相对滑移可以忽略,此时剪力连接件的连接可视为完全组合作用。根据弹性理论方法,采用应力表达的极限状态方程计算完全组合作用下木-混凝土组合梁的抗弯承载力与抗剪承载力,以期指导实际工程。

木-混凝土组合梁T型截面设计方法

木-混凝土组合结构是通过剪力连接件将木梁与混凝土翼板连接成整体共同受力,其中木梁承受拉力,混凝土翼板承受压力,剪力连接件传递交界面上的纵向剪力,这样的组合方式大大提高了其强度和刚度,增强了其抗震性能和防火能力,还可以改善木结构房屋的隔音性能,同时又可以节约成本,提高技术经济效益。文章的设计方法是以文献[1]和文献[2]基于弹性分析的精确计算方法和近似计算方法为根据,特别是根据欧洲规范5给出基于极限状态的承载力的现代木结构与混凝土结构概念设计的规定和建议。

配筋木-混凝土组合梁受弯性能试验分析

为了研究木-混凝土组合梁在配筋时的受弯性能,对4根木-混凝土组合梁进行受弯性能试验,其中3根为在木梁底增设不同直径钢筋的组合梁,1根为未增强的组合梁。通过试验,得到木-混凝土组合梁跨中荷载-挠度曲线。结果表明:钢筋增强的木-混凝土组合梁,其极限承载力和抗弯刚度均有提高,且随钢筋直径的增大而增加。

滑移效应对木—混凝土组合梁抗弯刚度的影响分析

木-混凝土组合梁是在木结构和混凝土结构基础上发展的一种新型结构构件,其通过剪力连接件将木梁和混凝土翼板连接成整体共同受力,木梁受拉,混凝土翼板受压,剪力连接件传递交界面上的纵向剪力。文章在试验研究的基础上,结合数据分析,考虑交界面相对滑移对组合梁抗弯刚度及抗弯承载能力的影响,推导了组合梁在均布荷载、两点对称荷载及单点集中荷载工况下的抗弯刚度和挠度计算公式。同时提出了考虑滑移效应影响的组合梁弹性抗弯承载力的计算公式,并将计算结果与试验结果进行比较,吻合良好。