意杨旋切板胶合木轻型桁架屋盖受力性能研究

发布时间：2020-09-27 11:22

　　意杨旋切板胶合木(Poplar Laminated Veneer Lumber,简称意杨LVL)是一种可靠性高、变异性小的工程材料,它由资源丰富的速生意杨重组而成,有良好的建筑工程应用前景。然而,我国对意杨LVL及其应用的研究较少,本文以扩展意杨LVL在我国木结构建筑中的应用范围为目标,对意杨LVL的物理力学性能及意杨LVL轻型桁架组成的屋盖结构受力性能进行了试验研究,并探讨了桁架间距和桁架坡度对结构性能的影响。主要的研究工作和成果如下:(1)开展了意杨LVL试件的各方向受压、受弯、受剪和受拉试验,分别分析了其破坏形态,试验得到了意杨LVL的抗弯强度、抗压强度、抗拉强度等材料参数,揭示材料的本构关系,为后续有限元分析计算模型提供参数选取的依据。(2)进行了意杨LVL规格材与OSB板钉节点的试验研究,开展了两类各20个(一类为荷载平行胶层方向,另一类为荷载垂直胶层方向)试件的单向拉伸荷载试验。通过试验发现意杨LVL规格材握钉力高,其与OSB板钉节点具有较好的连接性能,在常用的Foschi模型基础上,建立出了适用于意杨LVL规格材两个方向钉节点的计算式。(3)对4组不同桁架间距、桁架坡度的意杨LVL轻型桁架屋盖进行静力加载试验,探究了意杨LVL轻型桁架屋盖的破坏形态和破坏机理,对意杨LVL轻型桁架屋盖的受力全过程进行了系统分析,研究了其极限承载力、各工况下荷载分配机制、荷载-位移变化规律。试验结果表明:屋盖结构体系内单构件的桁架破坏模式均为脆性破坏,但结构体系通过荷载重分配的方式使得屋盖中未破坏的桁架仍具备一定的受载冗余度;不同于现有规范根据从属面积原则设计受载桁架,屋盖结构体系中会出现直接受载桁架上约有16%～46%的荷载传递给平行布置的其他桁架,受载桁架在设计时可以考虑此荷载分配作用;各意杨LVL轻型桁架屋盖位移变化小,整体刚度大,竖向受力性能良好。(4)通过理论分析得到了适用于意杨LVL规格材与OSB板钉节点连接特性数值计算模型,并确定了屋盖结构系统效应系数计算方法、荷载分配计算方法和单构件破坏模式下的极限承载力计算。(5)基于ABAQUS有限元软件对4组意杨LVL轻型桁架屋盖建立了有限元模型,进行了数值模拟,屋盖结构体系的模拟结果与试验结果吻合良好,荷载分配的模拟结果也与试验结果大体吻合。从而验证了有限元模型的正确性,为采用意杨LVL规格材制备的轻型桁架屋盖的结构性能研究提出了一种分析方法。
【学位单位】：扬州大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TU366.3
【部分图文】：

绿色生产

结构材（即承重构件）和非结构材，最初的结构材ＬＶＬ只越来越广泛，如结构框架、工字梁及其它复合产品等。非同是它不能用于承重结构，而仅用于家具构件、楼梯组件、一条ＬＶＬ产品生产线在芬兰投产，自此以后形成ＬＶＬ的年用量超过木材总消耗量的３％［１Ｑ１邋，而其中４０％？６０％是材在一些发达国家己经发展成熟，美国、加拿大、日本都己大国［ｌｌｉ，而国内对意杨ＬＶＬ及其应用的研究较少，使得意

路线图,研究技术,路线,技术路线

．根据前述研宄内容和方法，在对国内外相关研宄方法和成果分析和总结的基础上，如图１－３所示的本文技术路线。按照技术路线的要求首先完成意杨ＬＶＬ力学、构件ＬＶＬ轻型桁架屋盖受力性能试验，之后通过有限元软件和理论分析开展相应的数值理论研究，最终得到适合其计算的有限元模型和相应分析方法。逡逑

意杨,抗弯弹性模量

＼２逦扬州大学硕士学位论文逦逡逑示，分析试验结果发现本批次意杨ＬＶＬ垂直胶层方向抗弯弹性模量平均为９８７７．３ＭＰａ，平逡逑行胶层方向抗弯弹性模量平均为ｌ0１３５．４ＭＰａ。逡逑￡邋＝邋－邋２３ｐｌ－ｘ＼００°／0逦（２－３）逡逑］0Ｓｂｈ３ｆ逡逑式中：逦含水率为ｗ时的抗弯弹性模量（ＭＰａ）；逡逑Ｐ——上下线荷载之差（Ｎ）；逡逑Ｉ逦两支座间跨距（ｍｍ）；逡逑ｂ逦试件宽度（ｍｍ）；逡逑ｈ逦试件高度（ｍｍ）；逡逑／—上下线荷载间的试件变形值（＿）。逡逑

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