正交胶合木-混凝土组合楼板凹槽连接节点抗火性能研究

为研究火灾下正交胶合木-混凝土组合楼板凹槽连接节点单剪受力性能,设计并制作了9组共27个胶合木-混凝土组合楼板凹槽连接节点试件,分别进行常温下和火灾下加载试验和数值模拟分析。试验结果表明,常温下螺钉的钻入角度对试件典型破坏模式具有重要影响。受火90min及以内各试件组的破坏模式均为凹槽附近混凝土截面的脆性剪切破坏;受火接近120min的试件破坏模式为凹槽附近木材损伤十分严重(炭化和脱落)和凹槽下方木材的顺纹受压屈服,同时自攻螺钉附近部分混凝土被压碎。随着受火时间的逐渐增加,多数试件组的抗剪承载力逐渐降低,最大降低幅度为28.1%。荷载比对试件耐火极限具有重要影响:随着荷载比的不断增加,试件耐火极限最大降幅为50.7%。除试件组SFL3和SFL4外,有限元模型的计算结果与试验结果较为接近,预测误差在15%以内,满足工程精度要求。

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。

胶合木-混凝土组合楼板受弯性能有限元分析

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。

木-混凝土连接性能试验研究

目的研究木与混凝土间粘结作用,为木-混凝土组合结构的研究奠定前期基础.方法根据设置于木材表面抗剪连接件的形式及抗剪连接件数量的不同设计制作了三组共计九根木与混凝土间抗剪连接件试件和一根无抗剪连接件的对比试件,采用推出试验方法对木材进行加载直至木与混凝土间发生滑移破坏.结果通过推出试验获得了木-混凝土推出荷载的大小、木材在混凝土中滑移量、木材表面抗剪连接件荷载作用下其应力变化等相关实验数据.结论抗剪连接件的存在能够明显抑制木材与混凝土间受力过程中的相对滑移,相对滑移量的减少与抗剪连接件数量成正比,同时也与抗剪连接件形式有关;加载过程中抗剪连接件所受应力与抗剪连接件形式有关,同时也与抗剪连接件距加载点距离有关;研究也表明:抗剪连接件的存在对木与混凝土间粘结力的提高无明显影响.

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。

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。

高层正交胶合木-混凝土核心筒体系力学性能参数分析

基于国内外高层木结构及木-混凝土混合结构的研究,结合正交胶合木(CLT)的材料性能优势,设计了一种高层正交胶合木-混凝土核心筒混合结构体系.运用有限元分析方法,研究不同参数对该混合结构的力学性能、变形、动力特性等的影响.结果表明,CLT板连接刚度的变化对CLT结构竖向位移的影响较大,提高CLT板间的连接刚度,可减小CLT结构竖向位移和楼层水平位移;混凝土核心筒墙体厚度增加,结构楼层水平位移平均减小9.07%,但对CLT结构竖向位移几乎无影响;一定范围内楼层数的变化对结构周期和楼层水平位移的影响较大,而对CLT剪力墙结构竖向位移的影响相对较小.

木-混凝土单螺栓连接抗剪承载力试验及参数化分析

针对木-混凝土单螺栓连接性能,进行了14个连接试件单调加载试验,探讨和揭示了节点的传力机制、屈服模式和破坏形态。试验结果表明,节点具有良好的延性,螺栓直径的适当增大和钢垫板的使用可有效提高节点承载力,无垫板试件初始刚度随着直径增大而提高,建议在节点设计中使用钢垫板。利用ABAQUS软件对连接节点进行非线性参数化分析,计算结果表明增大螺栓直径能够增大节点承载力,但超过一定范围增大螺栓直径对承载力的提高幅度减小。

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。

木-混凝土组合结构简析

木-混凝土组合结构能够充分利用材料拓宽木结构应用领域,有利于低碳减排。文章介绍了木-混凝土组合结构的安全性、舒适性和装配化特点,对木-混凝土组合结构的界面连接技术进行了阐述,分析了界面连接技术的类型和特点,结合相关标准和指南相关规定及理论,讨论了木-混凝土组合构件的设计要点。最后,对木结构及木-混凝土组合结构的发展进行了展望。

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。

应用改进的全乘比例分析多目标优化方法对胶合木-混凝土装配式建筑经济性评价

以黑龙江地区胶合木-混凝土装配式建筑、砖混结构建筑、普通装配式建筑、框剪结构建筑为研究对象,从经济效益、社会效益、环境效益3个角度,遴选9个影响因素,构建了评价指标体系;在概率犹豫费马(Fermatean)模糊环境下,应用改进的全乘比例多目标优化(MULTIMOORA(IM))方法构建了胶合木-混凝土建筑经济性评价模型;依据采集的已知定量数据和评价信息,采用绍凯(Choquet)积分几何算子聚合各类指标值;利用改进的全乘比例多目标优化方法对评价的建筑进行经济性综合排序,比较不同结构建筑的经济性差异。结果表明:胶合木-混凝土组合结构建筑的经济性优于其它结构建筑的经济性;经稳健性检验、有效性检验和比较,验证了构建的模型的可行性和有效性。

木-混凝土组合楼盖振动舒适度有限元分析

应用ABAQUS有限元软件对木-混凝土组合楼盖的振动舒适度进行了分析,并探讨了混凝土翼板的跨厚比和长宽比、木梁跨高比以及连接件对组合楼盖振动舒适度的影响。结果表明:木-混凝土组合楼盖的振动舒适度随混凝土翼板跨厚比的减小和木梁跨高比的减小而提高;有效的连接是保证木-混凝土组合楼盖协同工作的关键,采用了有效连接的木-混凝土组合楼盖的振动舒适度要比没有采用连接件的好得多,螺钉连接件的间距减小,同样有助于提高组合楼盖的振动舒适度;减小混凝土翼板的长宽比时,从自振频率这一指标来看,木-混凝土组合楼盖的振动舒适度在降低,但是从峰值加速度这一指标来看,其振动舒适度则在提高。在有限元分析的基础上,建议采用自振频率和峰值加速度的双控指标作为木-混凝土组合楼盖振动舒适度的评价标准,并可通过保证混凝土翼板与木梁之间有效的连接以及减小混凝土翼板的跨厚比或木梁的跨高比等方法来提高组合楼盖的振动舒适度。

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。

胶合木-混凝土混合结构动力特性研究

现代木结构的动力特性还有待进一步研究。根据一次地震模拟振动台试验,采集了三层缩尺胶合木-混凝土竖向混合结构地震响应的原始振动数据。经过分析和处理后,使用传递函数法得到了结构的前三阶动力特性。结果表明,结构阻尼比在2%~10%之间,且随结构损伤积累增加而增大,结构频率随刚度退化而下降。刚度比较大的混合结构振动主要表现为一阶振型,且上下层连接良好,协同工作能力较强。

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。

木-混凝土组合梁剪力连接件的研究现状

木-混凝土组合梁是利用各种不同的剪力连接件把木和混凝土这两种材料结合而成的一种新型整体受力构件。木梁与混凝土板的交界面上存在着纵向剪力,由混凝土与木梁之间的抗剪连接件承受。文章总结了国内外木—混凝土组合结构的相关研究内容,详细地介绍了国外木—混凝土组合梁剪力连接件的研究现状,并提出现阶段我国在木结构相关领域的研究方向。