竹-木组合梁受弯性能研究

发布时间：2020-06-18 05:22

【摘要】：木材是可再生绿色建筑材料,传统木结构跨度和承载力受到材料自身特性等多因素影响。为了改善木结构承载力不足和木材利用率低的问题,本文以常见的国产樟子松和分布广泛的楠竹为原材料、双组份环氧树脂胶为胶粘剂制造了 3种类型的竹-木组合梁,包括竹-长木组合梁、竹-短木直拼梁和竹-短木搭接梁,进行了胶粘试件的剪切试验、木材的受压试验和竹集成材的受拉试验,然后进行了竹-木组合梁与木梁的受弯性能对比试验,研究其受弯性能、木节分布影响及位移延性,并推导了受弯承载力计算公式,进行了经济性分析,最后应用ABAQUS有限元建模分析,以期为木结构设计提供参考。本文主要研究成果如下:(1)通过12根矩形截面梁的受弯性能试验,获得了试件的应力、变形数据,揭示了其受弯变形规律和弯曲破坏机理。试验结果表明,试件均发生脆性破坏,竹-长木组合梁相比木梁抗弯承载力总体提高55.7%,抗弯刚度同样有较大提高,位移延性有所增加,竹集成材增强效果显著,同时,发现受拉区木节对其影响相对较小。采用不同连接方式的竹-短木搭接梁和竹-短木直拼梁受弯性能可以媲美木梁,但竹-短木搭接梁更优。(2)试验结果表明竹-木组合梁受弯变形符合平截面假定,以此为依据,推导了此类构件的受弯承载力计算公式,理论结果和试验结果吻合较好,并给出了竹-长木组合梁发生界限破坏时竹集成材配筋截面高度建议值。通过一元线性回归分析,对各类试件经济性进行了评估,竹-短木搭接梁可以节约成本。(3)对竹-木组合梁进行了受弯性能有限元分析,建立竹-木组合梁受弯数值模型,得到了应力云图和荷载-位移曲线,并将数值计算结果与试验结果进行对比验证,二者吻合较好,验证了采用ABAQUS有限元分析软件对竹-木组合梁进行数值分析的可靠性。
【学位授予单位】：中南林业科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU366
【图文】：

竹结构,湖南大学,学者,傣族竹楼

１．３．１竹结构的研究现状逡逑我国竹结构发展历史悠久，早在原始社会，就出现了竹木结构的房屋，如干逡逑栏式建筑等，４０００多年前修建的湖南湘西吊脚楼、云南西双版纳傣族竹楼（图１．２ａ）逡逑依然保留至今，充分体现了我国古代人民的建造智慧，此后我国对竹结构的研究逡逑停滞不前［４］。逡逑２逡逑

胶粘,试件

．．本试验采用市面上广泛使用的楠竹和樟子松作为基本试验材料，选用常见的逡逑４种胶合剂作为试验对象，试验过程中采用的胶合剂及其特性如表２．１所示。逡逑表２．１胶合剂特性逡逑Ｔａｂ．２．１邋Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ邋ｏｆ邋ａｄｈｅｓｉｖｅ逡逑名称逦优点逦缺点逡逑乳白胶逦幵性好、稳定性好、粘结强度高逦固化时间长、耐湿性差逡逑特种竹木胶逦固化快、粘稠度高、粘结强度高逦专材专用、价格高逡逑免钉胶逦弹性好、耐低温逦固化时间长、施胶工艺要求高逡逑环氧树脂ＡＢ胶逦耐腐蚀、用于刚性粘结逦配和比对强度影响大逡逑用切割机和木刨将干燥好的樟子松加工成２５ｍｍＸ２５ｍｎｉＸ１００ｍｍ长方体木逡逑块，木纹应与木块的长度方向平行，剔除有木节、虫蛀、裂纹的木块，将楠竹加逡逑工成３ｍｍＸ２５ｍｍＸ邋１００ｍｍ长方形竹片，用打磨机将其表面打磨平整，达到胶合逡逑面洁净和密合的要求。涂胶前，清除胶合面上的污垢和木屑，涂胶后，静置５ｍｉｎ逡逑再叠合施加压力，竹－木胶粘试件如图２．１所示。逡逑

【参考文献】