轻型木桁架结构加固与静力承载性能分析研究

研究通过SPA 2000软件对轻型木桁架结构进行了有限元受力分析,根据计算结果提出了相应的加固处理措施,并对加固后的木桁架进行荷载试验,以验证加固后的木桁架挠度、变形及应变值。结论总结如下:1)模拟分析表明该木桁架端部节点抗弯及抗剪承载力、木桁架下弦杆件抗拉承载力均不满足规范要求;2)对抗弯及抗剪承载力不足的桁架端部节点采取钢板封闭法进行加固,对抗拉承载力不足的下弦采用增设槽钢拉杆的加固方法;3)对加固后木桁架的各下弦杆中点,木桁架节点的变形(挠度)、木桁架各上弦、下弦杆件的应变等进行荷载试验检测,结果表明各参数指标均符合现行规范要求。

轻型木桁架体系的工程质量监督实践

论文立足于镇江市区老旧小区改造工程的质量监督实践,首先根据GB 50005-2017《木结构设计标准》总结轻型木桁架体系在施工图设计文件存在的问题,其次根据GB 50300-2013《建筑工程质量验收统一标准》和GB 50206-2012《木结构工程施工质量验收规范》,总结轻型木桁架体系在施工质量验收方面存在的问题,最后提出相关建议。

轻型木结构用材料和构件制造技术研究进展

围绕"结构用木质复合材料和构件制造技术"任务的研究目标和内容、技术路线,总结分析国产规格材和定向刨花板设计方法、轻型木桁架制造技术和设计方法、结构用木质保温板制造与性能评价技术的研究现状,概要介绍了围绕国产材料应用研究课题的总体框架,旨在提升国产结构用木质材料及构件的制造水平,促进国产材料和构件的结构应用,推动轻型木结构建筑材料的本土化发展。

轻型木桁架受力性能的有限元模拟

轻型木桁架是轻型木结构中重要的承重构件,为了研究其受力性能,考虑齿板连接的构造特点及非线性特性,建立了轻型木桁架的有限元模型。通过与其受力性能的试验结果对比,验证了模型的准确性;对不同荷载模式、不同高度、不同构造形式的轻型木桁架的分析表明,轻型木桁架有限元模型的模拟方法操作简便、精度较好,有助于轻型木桁架受力性能的模拟研究,并推动轻型木桁架的国产化。

国产落叶松平行弦轻型木桁架静力承载性能

【目的】研究国产落叶松轻型木桁架的静力承载性能,为轻型木结构建筑的本土化发展提供科学依据。【方法】以国产日本落叶松和国产齿板为试验材料,设计制作2种工况共6榀跨度为4.8 m的平行弦轻型木桁架。通过静力承载试验,研究轻型木桁架的极限荷载、受力分布和破坏形式,并通过建立有限元模型与试验结果进行对比分析。【结果】P和L型轻型木桁架的极限荷载平均值分别为22.45和22.94 k N,是设计荷载的2.27和2.32倍,变异系数分别为7.9%和7.1%。P型轻型木桁架最终破坏为脆性破坏,主要破坏点为桁架三分点处(即集中荷载施加处)和两端斜腹杆连接节点;L型轻型木桁架在2倍设计荷载之后逐渐出现平面外变形,当侧向变形较大时失去承载能力。通过SAP 2000有限元模拟发现,节点挠度与试验结果基本相符,挠度最大值为跨中位置,并向两端逐渐减小;弯矩最大值和轴力最大值在桁架弦杆的三分点处和两端斜腹杆节点,与试验结果相符。【结论】2种轻型木桁架在设计荷载下承载性能均较好,但由于木材非均质特性及加工差异表现出一定的离散程度;较P型轻型木桁架而言,L型轻型木桁架承载能力略高,但其面外刚度较小易发生侧向变形,在实际应用中应采取措施减小侧向变形,而P型轻型木桁架面外刚度较大相对稳定,更利于实际应用;分析认为平行弦轻型木桁架的薄弱环节在端部节点和集中荷载施加处,SAP 2000有限元模拟可以有效预测轻型木桁架在实际应用中的受力和变形情况。

轻型木桁架体系系统效应分析

为了定量认识轻型木桁架体系性能优于单榀桁架性能这一现象,采用随机抽样模拟的方法对轻型木桁架体系的系统效应及其影响因素进行了分析.分析过程以轻型木桁架体系的三维有限单元模型为基础,在ANSYS-PDS平台中对3种结构布置的桁架体系考虑不同的规格材及齿板节点性能统计特征后进行反复抽样,以应力比及整体变形为指标对系统效应系数进行定量计算,得出的应力比系统效应系数在1.05～1.27之间,变形系统效应系数在1.12～1.29之间.通过对影响系统效应的参数进行分析表明,轻型木桁架体系的系统效应主要受破坏模式、体系体量大小、边界支承条件和规格材弹性模量及强度相关性的影响,分析结论为编制轻型木桁架设计标准提供了参考.

轻型木桁架的研究现状与发展趋势

系统介绍了轻型木桁架的类型、模型模拟、承载性能及生产应用等方面的研究进展,并针对国内木桁架的研究现状与问题提出合理建议,以期为现代木结构的发展提供参考。

齿板滑移对轻型木桁架挠度的影响

以齿板连接轻型木桁架为研究对象,研究了齿板滑移对木桁架各结点位移的影响。采用有限元分析方法,运用弹簧的串联原理将两个虚拟变刚度单元及一根实体杆单元整合为等效刚度杆件单元,建立单元刚度矩阵和整体刚度矩阵,再运用普通桁架的计算理论来计算引入变刚度单元模拟齿板连接的受力情况及位移情况。根据以上原理用Fortran90编制了齿板连接木桁架MPT Design设计程序,并根据木结构试验规范要求通过木屋架试验验证该程序的正确性。

轻型木桁架应用及设计

轻型木桁架体系具有施工方便、建筑表现力强、环境友好的特点,在欧美地区应用广泛,国内也逐渐开始有所应用。介绍几个轻型木桁架体系的应用实例,包括普通民用建筑工程、桥梁工程应用及大跨体育场馆。针对目前国内还没有相应的设计规范,介绍TPIC推荐的轻型木桁架设计方法,其内容涵盖:材料、结构形式、结构分析方法、构件及连接验算。

轻型木桁架体系结构性能试验研究

为了解轻型木桁架的结构性能,完成了轻型木桁架规格材材性试验、胶合板材性试验、上弦与屋面板连接节点试验、单榀木桁架试验15榀及木桁架体系试验1组,得到了规格材材性统计特征、胶合板材性统计特征、上弦与屋面板连接节点连接特性曲线,单榀桁架的弹性刚度统计特征及轻型木桁架体系的整体共同工作性能.试验数据最终形成轻型木桁架结构性能数据库,用于后续的数值模拟程序标定工作和今后的相关研究工作参考.

风荷载下装配式密排小柱距轻型木框架结构有限元分析

利用ANSYS软件对风荷载作用下密排小柱距轻型木框架结构进行有限元模拟,考虑两种风荷载加载方式,通过分析无横墙和有横墙两种情况下结构的位移和内力,发现横墙的存在能明显减小结构各方向位移,提高结构整体刚度,同时还降低了构件中的应力,使结构整体状态更好;当有垂直横墙的水平力作用时,对木框架顺风方向的位移几乎无影响,但对构件中应力有影响。

齿板连接轻型木桁架的计算程序设计

介绍了轻型木桁架节点分类形式,将齿板连接节点的力学性能加入到齿板连接桁架的计算程序中,运用Fortran90语言编制了可行的齿板连接轻型木桁架的计算程序.该程序对我国木结构技术齿板连接分析具有参考价值.

轻型木结构体系的研究

研究了轻型木结构的材料特性及其建筑抗震性能、防火性能、防潮性能和防蚁性能;研究了轻型木结构住宅的水暖管道及电气配线的安装方法,并对轻型木结构住宅的结构材料和水暖电设备作了国产化部品的配套与整合。

方兴未艾的轻型木结构建筑

目前,轻型木结构在世界上不少国家地区的住宅以及商业和工业项目中获得了广泛地应用.单在北美,约有85%的多层住宅和95%的低层住宅采用轻型木结构体系.此外,还有约50%的低层商业建筑和公共建筑,如餐馆,学校,教堂,商店和办公楼等,都采用这种结构体系.

装配式轻型木结构施工技术优化

木质建筑结构相较于其他结构建筑而言,其荷载承受能力较差,为此,以提升装配式轻型木结构工程质量为目的,研究了考虑装饰特性的装配式轻型木结构施工技术优化方法。将装配式轻型木结构施工技术划分为部品设计、地基开挖、墙体制作安装、楼盖施工等流程。从图形、外观、物理与热量4个方面分析装配式轻型木结构装饰特性;基于装饰特性,构建轻型木结构部品BIM模型。基于部品BIM模型,通过部品部件分类和编码、BIM模型信息定义与扩展、BIM模型入库管理等环节生成BIM模型库。基于BIM模型库,利用模数化网格构建方式对墙体、楼盖等进行功能布局,通过与所构建的部品BIM模型库配套的装配式建筑构建方法,完成轻型木结构变型设计,以此优化装配式轻型木结构施工技术。实例分析结果表明,该方法可提升装配式轻型木结构连接点的能耗性能,提升建筑整体的荷载承受能力与抗震能力。

轻型木桁架齿板的承载性能分析

对轻型木桁架用连接件——齿板进行设计,并测试了齿板的极限受拉承载力和受剪极限承载力,分析和探讨影响齿板连接性能的因素。试验证明:荷载与木纹夹角、荷载与板轴夹角均对板齿承载力有影响,荷载与板轴夹角对齿板的抗剪极限承载力有很大的影响。

基于ObjectARX的轻型木桁架节点模拟软件

为克服轻型木桁架设计过程中计算工作量大、手算难以实现的问题,利用ObjectARX编写豪式桁架和芬克式桁架的任意外形建模及计算模型自动生成程序.该程序采用规范推荐的节点模拟法体现齿板连接而产生的节点半刚性特征:用多根模拟弦杆、腹杆和若干分节点构成模拟节点;所有杆件数据通过Xdata扩展数据形式集成在杆件单元中,便于后续程序进行内力计算、简化轻型木桁架的工程设计计算过程.经豪式桁架试算实例,验证该程序生成的模型满足规范要求,易于调整,数据结构良好,且能体现齿板连接引起的刚度修正结果.

加载制度对轻型木桁架性能影响的试验研究

木材在荷载时间效应下具有蠕变的性质。通过对3榀芬克式轻型木桁架进行不同持荷时间的静力加载试验,研究了加载制度对轻型木桁架的蠕变和整体性能的影响,以期为轻型木桁架的应用提供参考。

轻钢结构平改坡和轻型木桁架平改坡的研究与比较

文章从屋面材料、屋架形式、施工流程以及结构设计等方面对轻钢结构平改坡和轻型木桁架平改坡进行了研究与比较,并对平改坡工程的未来发展进行了展望。

轻型木结构住宅建筑CAD软件

针对目前国内无轻型木结构设计软件,且国外软件在规范和设计惯例等方面与国内实际的应用存在较大差距的问题,基于AutoCAD的ObjectARX开发一套轻型木结构住宅建筑CAD软件.该软件的模块架构将墙体、楼盖和屋盖等3个构件设计为平行层次,在构件层次之上再架设结构整体模块,处理构件间的彼此作用,很好地解决部分与整体的关系.运用面向对象编程方法进行软件开发,主要的核心类包括木构件基类、木构件聚合基类、木杆件类、墙体类、楼面类、桁架类、墙洞类和楼面洞口类等.通过实例介绍软件的主要功能,包括墙体和楼面建模,坡屋面和桁架建模,载荷布置与自动导算,墙体和楼面的结构计算以及结构施工图自动绘制等.