胶合木-混凝土组合楼盖人行荷载激励下振动舒适度研究

为研究胶合木-混凝土组合楼盖在人行荷载激励作用下的振动舒适度,对胶合木-混凝土组合楼盖进行了动力特性试验,测得其基本自振频率和阻尼比等相关动力特征值,并对该楼盖施加了多种人行激励工况,分析了步频、行走路径、行人数量、行走荷载布置方式、行走方式等因素对胶合木-混凝土组合楼盖振动性能的影响。结果表明:随着步频的增大和行走人数的增加,组合楼盖的峰值加速度逐渐增大;多人保持一致行走状态下组合楼盖的峰值加速度较随意行走的大;当步频相同时,原地踏步时的组合楼盖峰值加速度较连续行走的大。在试验研究的基础上,提出了胶合木-混凝土组合楼盖基本自振频率以及单人行走下峰值加速度的计算方法。最后结合国内外相关规范,建议采用自振频率和峰值加速度的双重指标来评价胶合木-混凝土组合楼盖振动舒适度,即楼盖的自振频率不小于15 Hz,峰值加速度不大于0.15 m/s^2。

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。

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。

结构胶与螺栓混合连接的型钢-胶合木组合梁受力性能研究

为了研究螺栓连接及结构胶+螺栓复合连接方式下型钢-胶合木组合梁的受力性能,通过建立有限元三维实体模型进行参数化分析,改变螺栓间距、设置加劲肋及翼缘连接方式等参数,研究其对组合梁刚度、承载力和变形能力的影响规律和破坏机制。结果表明:钢-胶合木组合梁的破坏特征主要包括端部界面脱胶翘起、螺栓剪切及翼缘木材螺孔塑性变形和钢板局部屈曲;在组合梁上下翼缘外表面受拉压应力集中现象较为明显,施加荷载过程中,螺栓孔洞处会改变临近钢材和木材应力应变传递和分布路径,且容易首先发生屈服破坏;结构胶+螺栓复合连接可以有效增强组合梁的整体刚度,屈服荷载增幅为30.65%,可充分发挥翼缘承载能力。

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。

胶合木-混凝土组合结构的应用分析

胶合木-混凝土组合结构是一种新型的结构形式,顺应国家低碳环保、绿色节能、保护环境的政策,对于以后结构的发展具有更强大的推动作用。文章阐述了胶合木-混凝土组合结构的组成和特点、国内外研究现状、以后胶合木的发展、混凝土的发展和胶合木-混凝土组合结构的应用。

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。

人行激励下压型钢板-混凝土组合楼盖舒适度分析

为研究人行激励下大跨度楼盖结构的舒适度问题,对目前比较流行的压型钢板-混凝土组合楼盖体系进行有限元建模,在此基础上进行瞬态振动的分析,将得到的结果与美国规范AISC-11的计算结果和标准进行对比。结果表明:AISC-11计算方法对人行激励的简化并不合理,造成峰值加速度与实际误差较大,偏于不舒适;人行激励模型考虑了多阶简谐激励的作用和人行激励作用位置的变化以及人与楼盖相互作用的过程,更贴近实际。

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。

钢-混凝土新型组合暗梁楼盖的静力性能试验

为了考察暗梁对钢-混凝土组合楼板静力性能的影响,对钢-混凝土组合暗梁楼盖进行了均布荷载作用下的试验,并对有、无暗梁楼盖进行了对比分析.研究了该新型楼盖结构的受力变形全过程.研究结果表明,在钢-混凝土组合楼板中嵌入钢暗梁后,极大地提高了钢-混凝土组合楼板的承载能力和刚度,改善了其静力工作性能.

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。

斜拉钢-混凝土组合楼盖施工过程现场监测和数值模拟

对上海市浦东新区文献中心大跨度斜拉钢-混凝土组合楼盖的施工过程进行了现场监测。运用有限元软件ANSYS建立了该组合楼盖的分析模型,使用这一模型再现了浦东新区文献中心组合楼盖支撑撤除的全过程。和现场监测数据的比较表明,数值模拟与分析方法具有足够的精度。通过对原有卸载方案施工过程中结构应变变化模拟计算结果的分析,评价了原施工控制方案的合理性和优缺点;进而运用ANSYS分析模型进行模拟的卸载施工以探求更优化的施工控制方案。经对比分析认为,分块同步卸载施工控制方案系实用的优化方案。

大跨度斜拉钢-混凝土组合楼盖的施工控制

正确的施工顺序、合理的施工控制方法对保证大跨度组合楼盖施工阶段的安全性起着非常重要的作用。本文以在建的上海浦东新区文献中心综合楼大跨度斜拉钢-混凝土组合楼盖为对象,结合组合楼盖施工过程的现场实测数据,讨论并分析合理的施工控制方案,确保楼盖施工安全。

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.

弦支钢-混凝土组合梁楼盖结构舒适度计算参数研究

对弦支钢-混凝土组合梁楼盖舒适度设计中影响结构自振频率,如等效荷载取值、模型边界条件、混凝土弹性模量以及施工偏差等各主要因素进行了概述,并对其相应技术参数的取值合理性以及对最终结果的影响规律进行了研究,从参数反演的角度对舒适度计算分析中各影响参数的合理取值给出了建议,并将修正后的模拟分析结果同实测值进行了对比,验证了参数取值的合理性。通过分析混凝土长期弹性模量、材料收缩徐变,以及钢拉索的应力松弛等因素对于弦支钢-混凝土组合梁楼盖动力特性的影响规律,对长期使用状态下结构的舒适性问题进行了研究,并指出了和短期效应在舒适度方面的不同,并提出了部分设计建议。

胶合竹-混凝土组合梁研究进展

对胶合竹-混凝土组合梁(BCC梁)的发展和研究现状进行阐述,并对国内外的研究成果进行分析和总结。对比分析了木-混凝土组合梁(TCC梁)和BCC梁剪力连接件的抗剪性能,并对足尺梁的破坏模式、组合效应进行分析和总结。最后,根据EN:1995-1-1:2004中已有的有效刚度公式进行理论推导。综述发现,国外TCC梁的试验研究已开展较多,国内BCC梁的研究正在兴起,但针对不同种类剪力连接件的BCC梁的破坏模式和受力机理仍缺乏系统的总结。此外,BCC梁的研究迫切需要一套能满足设计要求的计算理论和设计方法。

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。