轻质竹结构抗震性能研究

发布时间：2020-11-21 19:36

　　 使用竹材作为建筑结构的主要材料进行设计和施工是现代结构设计领域重要的创新和尝试。竹材本身具有轻质高强的特点,竹结构具有很好的抗震性能,在调节室内气候和保护环境上也有很大的优势,因此本文提出了轻质竹结构体系,它不仅自身也能独立形成完整的结构,同时也能与诸如钢结构之类的其他结构组合形成SI结构体系。本文采用理论与试验相结合的方法,主要进行了以下几个方面的工作:(1)进行了轻质竹结构的初步构造与性能方面的研究,给出了轻质竹结构面板与龙骨之间钉连接的构造要求,建议采用外部角钢节点板连接件进行了结构内部构件以及整体结构单元之间的连接。对试验所用重组竹进行了顺纹拉压及抗弯材性试验,采用了分离刚度法进行竹材剪切模量的测定,为后续的试验和理论研究作铺垫;(2)共制作了三面不同钉间距的带钢板连接件的竹剪力墙进行低周反复试验研究,比较不同钉间距剪力墙的抗震性能的差异,并对三个试件的试验现象、结构的抗震性能指标进行了对比分析,包括滞回曲线、骨架曲线、强度与刚度退化、延性、耗能性能等,试验结果表明间距100mm的墙体抗侧性能最好,加置钢板连接件的剪力墙整体强度和刚度均较高;(3)通过ANSYS通用有限元软件对剪力墙构件进行了有限元分析,分析验证了课题所设计剪力墙及整体竹结构的传力机理及抗侧性能,给出了求解竹剪力墙抗侧刚度的计算公式,给出了整体竹结构的抗侧设计方法建议,可以作为今后轻质竹结构设计的参考依据。(4)基于上述试验与有限元分析成果,提出了这种轻质竹结构体系的优化结构与集成方式,从基础、墙体、屋面、屋架、结构内部构件以及整体单元之间的连接和安装等方面,叙述了整体结构的各构件的设计和加工,为此类工程设计和建造提供了建议和参考。
【学位单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TU366.1;TU352.11
【部分图文】：

对10组（包括一次成型和二次成型）和4组不同规格尺寸的竹材层积材试件分别进行了压、拉试验研究，并根据其试验数据简单绘制了层积材的本构关系，如图1-1b所示。

并对其缩尺模型进行了振动台试验和数值模拟，分析了其自振特性和在不同地震烈度下的动力响应、破坏模式和机理等，试验结果表明，竹框架具有较好的耗能能力和耐震性能，但是侧移较大，见图1-2(a)与(b)。2009年，湖南大学邓涛[47]进行了单层轻木结构房屋的振动台试验，分析了其破坏形态和受力机理，研究了结构的不同地震水准下的动力响应和动力特性变化。2009-2011年，湖南大学肖岩[48][49][50]等提出了装配式轻型改性竹材房屋，并通过对一个单层足尺的轻型竹结构房屋进行了振动台试验和Pushover试验研究，分析研究了结构的抗震性能，表明单层轻型竹结构具有很好的延性，可以满足我国三水准的抗震设防要求。2010年，南京工业大学李昌春[51]等通过对3个钢填板连接形式梁柱式木结构框架的缩尺模型和一个《营造法式》榫卯节点古建木结构框架模型进行低周反复水平荷载试验研究

本文致力于研究轻质竹结构体系的力学性能，对今后竹材的设计及推广应用提供了依据，轻质竹结构体系有助于构建我国可持续发展研究框架，在很大程度上可以帮助解决建筑可持续发展问题。具有重要的现实意义。本文研究技术线路如图1-3。图 1-3 本文技术研究路线图
【参考文献】

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2 徐明刚;邱洪兴;;中国明清两代木结构框架抗震试验研究[J];世界地震工程;2014年02期

3 冯立;肖岩;单波;陈杰;沈亚丽;;胶合竹结构梁柱螺栓连接节点承载力试验研究[J];建筑结构学报;2014年04期

4 卫佩行;王泉中;周定国;;分离刚度法测试杨木单板层积材木梁剪切模量的试验研究[J];土木建筑与环境工程;2012年S2期

5 肖岩;杨瑞珍;单波;佘立永;李磊;;结构用胶合竹力学性能试验研究[J];建筑结构学报;2012年11期

6 熊海贝;化明星;杨春梅;潘志付;赵正易;;低周反复荷载作用下钉节点性能试验研究[J];四川建筑科学研究;2012年04期

7 张俊珍;任海青;钟永;赵荣军;;重组竹抗压与抗拉力学性能的分析[J];南京林业大学学报(自然科学版);2012年04期

8 杜敏;费本华;谢宝元;王晓欢;;轻型木结构中钉节点试验研究[J];建筑结构;2012年07期

9 陈国;单波;肖岩;;轻型竹结构房屋抗震性能的试验研究[J];振动与冲击;2011年10期

10 祝恩淳;陈志勇;潘景龙;;覆面板钉连接的承载性能试验研究[J];同济大学学报(自然科学版);2011年09期

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4 谢毅;钢结构建筑构件连接构造技术研究[D];重庆大学;2008年

本文编号：2893499