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—混凝土组合梁概述

木、混凝土通过组合概念充分发挥了木材和混凝土的材料性能,形成了新颖、高效的结构体系。随着人们更多的对生态的关注、科研工作的深入、应用实践经验的积累,木—混凝土建筑和桥梁在欧美国家得到了迅速的发展和应用。通过对木—混凝土组合结构体系的研究,总结木—混凝土组合结构的特点,介绍木—混凝土组合结构的优点。

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。

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。

工程木—混凝土组合梁分析

对工程木—混凝土组合梁的抗弯刚度、抗弯承载力、挠度提出了相应的计算方法,并对组合梁剪力连接件设计作了探讨,研究表明,工程木—混凝土组合结构在我国建筑结构领域具有良好的发展前景。

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。

铝合金几字梁组合体系在清水混凝土中的应用

以京东集团西南总部大厦项目的超高劲性清水混凝土施工为例,自主研发了铝合金几字梁木模板组合体系,成功解决了在施工超高、超厚墙体时所存在的诸多问题,提高了清水混凝土蝉缝、明缝、螺栓孔的成形质量。同时,铝合金几字梁组合体系整体性强、支拆简便,能提高施工的效率,从而为高标准实现清水混凝土饰面效果提供了可靠保障。

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。

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。

PBL剪力连接件抗剪承载力计算方法研究

【目的】客观验证PBL剪力连接件的抗剪承载力计算公式的适用性和准确性。【方法】介绍木-混凝土组合梁和PBL剪力连接件研究现状,并从中选取5个具有代表意义的抗剪承载力计算公式,采用控制变量法对比分析不同的计算公式中混凝土立方体抗压强度和开孔钢板的开孔直径参数对剪力连接件极限承载力的作用规律,并优化组合梁的设计参数。【结果】结果表明:中国《公路钢结构桥梁设计规范》(JTG D64—2015)、胡建华和郑双杰提出的抗剪承载力计算公式得出的计算结果准确率较高。【结论】本研究围绕影响PBL剪力连接件抗剪承载力计算公式的因素,从而得出通用性较好的抗剪承载力计算公式,其成果将为现代木-混凝土组合梁桥的设计及PBL剪力连接件的设计优化提供参考。

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。

木-混凝土组合梁静力试验研究

为了研究木-混凝土组合梁在静载作用下的受弯性能,进行了4根木-混凝土组合梁的试验,其中1根为完全剪力连接组合梁,3根为部分剪力连接组合梁,考察了木-混凝土组合梁的变形发展过程和破坏形态,得到了组合梁跨中的荷载-挠度曲线、荷载-梁端滑移曲线、组合梁跨中沿截面高度的纵向应变分布和组合梁剪跨区混凝土翼板横向应变分布,并分析了剪力连接度和剪力连接件的布置方式等因素对组合梁受弯承载力以及刚度的影响。试验结果表明:随着剪力连接度的降低,组合梁的变形和界面相对滑移增大,而弹性受弯承载力和极限受弯承载力则随之减小,但并不与剪力连接度成正比关系。连接件并排布置的组合梁与连接件错位布置的组合梁的试验比较表明,只要连接件间距大于其直径的4倍,连接件的布置方式对木-混凝土组合梁的受力性能影响不大。

木-轻集料混凝土组合梁弯曲变形特性研究

将5组螺栓植入到木梁及轻集料混凝土中制备成组合梁试件。对组合梁在三分点进行弯曲加载,对加载过程中界面的相对滑移、应变及跨中挠度等特性进行测量。制备的组合梁试件抗弯性能,包括抗弯承载力、界面相对滑移、跨中截面应变及挠度等,都与螺栓的直径及其分布间距有关。螺栓直径大或者其分布间距较小时,组合梁试件抗弯过程中表现出较小的界面相对滑移,较窄的应变范围和较小的跨中挠度。螺栓直径为8 mm且螺栓分布间距为200 mm的组合梁比螺栓直径为12 mm、分布间距为150 mm的组合梁的界面最大相对滑移提高2.8倍,截面最大应变提高3倍,跨中挠度提高2.2倍。试验表明:组合梁试件断裂部位集中在木梁上,轻集料混凝土板侧面未产生贯穿的裂纹、混凝土板顶面未被剪切破坏,亦未见螺栓被剧烈拔出等破坏现象,组合梁试件破坏模式属于延性失效;组合梁上木材与轻集料混凝土相对滑移沿着纵向整体分布规律一致,表明螺栓剪力键能较好地进行剪力传递。

胶合木-混凝土简支组合梁力学性能研究

胶合木-混凝土简支组合梁结合了胶合木与混凝土两种材料的结构力学特性,木梁通过剪力连接件与混凝土板形成一个整体,以此达到共同工作的作用。目前,在多高层建筑以及木结构建筑中得到了广泛的应用。另外,木结构符合绿色建筑的发展理念,发展木结构建筑可以降低建筑行业对环境的影响,具有十分重要的意义。为研究荷载形式和栓钉布置方式对胶合木-混凝土简支组合梁的滑移、挠度以及内力的影响,主要利用ANSYS软件进行建模分析,并与均匀情况布置下的栓钉进行对比分析,从而验证模型的正确性。基本假设为胶合木与混凝土为理想的线弹性材料,不考虑混凝土的开裂,基于此,讨论荷载形式、栓钉布置方式对滑移、挠度和内力的影响。建模思路:对于混凝土C30采用Solid 65单元进行建模,木梁则采用Solid 45单元,而栓钉则采用Conbine 39,栓钉本构采用Lukaszewska E中所拟合出的SST+S型号的连接件。同时进行参数化分析,输出组合梁的滑移、挠度和内力,并与胶合木-混凝土简支组合梁理论值做对比分析。结果表明:虽然木材是一种正交各向异性的材料,但是可以按材料力学的相关理论取与受力方向一致的弹性模量,通过钢-混组合梁的理论公式来推导胶合木-混凝土组合梁的公式,并且其滑移分布规律与钢-混组合梁分布规律一致,呈现出梁端大、中间小的分布规律,其有效刚度可以采用欧洲规范EN 1995-1-1中的“γ”进行计算,误差非常小;可以通过钢-混组合梁滑移理论的思路来推导胶合木-混凝土组合梁滑移理论公式,误差在7%左右;在剪力图面积大小相等时,对称集中荷载下组合梁的滑移及挠度最大,在工程中应尽量避免;在大多数荷载作用下,应根据滑移图合理分段布置栓钉,可以有效减少组合梁的滑移和挠度;ANSYS有限元软件可以正确模拟胶合木-混凝土简支组合梁,且具有很高的精度,为考虑正交各向异性的材料提供了方法和思路。