偏心距对胶合木空心柱受压性能的影响

【目的】为探讨落叶松胶合木空心柱的偏心受压性能,【方法】对7组不同偏心距的试件进行单向偏心受压承载力试验,研究胶合木空心柱的破坏模式、破坏机理、承载力、荷载-应变关系、荷载-挠度关系,并将偏心受压柱与轴心受压柱进行对比。通过考虑柱中侧向挠度来增大偏心压力产生的弯矩,提出了胶合木空心柱偏压承载力计算公式。【结果】小偏心受压柱破坏模式为弯曲凹侧木材被压屈,产生纵向裂缝,弯曲凸侧木材没有明显的破坏;大偏心受压柱破坏模式为弯曲凹侧木材压屈,纵向开裂,弯曲凸侧木材被拉断破坏。偏心距为30~100 mm的试件,其极限承载力分别下降至轴心受压试件承载力的61.51%~31.16%。偏心受压柱承载力改进公式计算结果与试验值相差在10%以内,比目前我国木结构设计标准及胶合木结构技术规范公式的计算更准确。【结论】空心柱大小偏心的界限偏心率约为0.6。大偏心受压破坏与小偏心受压破坏不同的是:弯曲凸侧有明显的破坏现象,且破坏比较突然;试件承载力迅速降低,挠曲变形较大。随着偏心距增加,木柱的承载力逐渐降低,但下降幅度减小。从荷载-应变关系、荷载-挠度关系曲线中可以看出,空心胶合木柱具有一定的塑性变形能力,满足工程用材的要求。研究成果可为工程设计提供理论参考。

空心胶合木柱轴心受压性能研究

【目的】节能环保理念越来越受关注,木材作为绿色环保的可再生建筑材料可应用在工程中,目前国内木建筑中应用的木柱主要局限于原木圆柱,为了提高木材利用率,同时降低成本,改善受力性能,满足工程需要,提出一种新型的空心胶合木柱,并进行试验研究分析。【方法】使用相同尺寸拱形锯材作为骨架,利用环氧树脂胶粘剂进行胶合,制作3根空心胶合木柱试件进行轴心加载受压试验,研究空心胶合木柱的轴压力学性能,在试验过程中通过仪器记录应变、应力和位移等数据,主要分析木柱的竖向与横向应变、竖向与侧向位移、稳定承载力等特性,并利用ABAQUS有限元软件进行建模对比分析,探讨木柱最终破坏特征。【结果】空心胶合木柱破坏形态主要是整体压屈破坏,达到极限荷载80%左右时,承载能力快速下降,侧向位移随荷载增加而迅速增大,加载过程中存在多个增长台阶;与同截面积原木圆柱比较,理论承载力提高了4.3%,计算得承载能力稳定系数为0.9,材料缺陷对轴心承载力有影响;通过有限元建模分析,材料在弹性阶段理论值与试验值吻合程度较好。【结论】空心胶合木柱应用在实际工程中是可行的,能够满足工程使用需求,充分利用小型锯材,提高了木材利用率,降低了成本,相较于原木圆柱受力性能更好。

胶合木空心柱偏心受压力学性能试验研究

为了提高木柱的承载力,提出了一种以兴安落叶松锯材为原材料、使用结构胶粘接形成的胶合木空心截面柱构件。制作了4组共12根胶合木柱试件,通过模型试验分析空心柱在偏心受压状态下的破坏过程、破坏模式与机理,以及承载力、应变、挠度变化规律,并采用实心胶合木柱做对比试验。研究结果表明:同体积材料、同柱高且偏心率相等时,空心柱相比实心柱,其承载力平均提高了20.02%,抗侧移刚度明显增加;偏心受压空心截面柱的破坏模式为首先受压侧木材屈服出现褶皱、然后柱子中部侧面出现竖向裂缝,最终被压溃;实心截面柱首先受压侧木材屈服出现褶皱,然后受拉侧开裂、木材被拉断,发生弯曲拉压破坏。研究成果可为胶合木空心截面柱设计提供理论依据。