轴心受压胶合竹柱抗火性能研究

发布时间：2020-11-11 11:59

　　 胶合竹因其轻质高强、绿色环保及力学性能优越的特点逐渐引起人们的关注。胶合竹结构作为一种新型的装配式结构体系现有研究尚不成熟,尤其胶合竹构件火灾下受力机制和灾变机理未见报道。为进一步推进胶合竹在实际工程中的应用,本文对轴心受压胶合竹柱力学性能及炭化性能开展试验研究,结合有限元模拟及理论分析,揭示了火灾下胶合竹柱承载能力及耐火极限的变化规律,其中,主要研究内容及结果包括以下几个方面:(1)通过对长细比为30~65的中短柱、中长柱开展胶合竹柱轴心受压试验,分析了挠度、应变、轴向变形、破坏形态等参数特征,揭示了轴心受压胶合竹柱受力机制和破坏机理。(2)利用ABAQUS有限元软件开展常温下胶合竹轴心受压数值模拟,结合试验结果对比分析得出计算结果可靠的精细化模型,进而拓展分析,得出大长细比胶合竹柱轴心受压承载能力变化规律,为火灾下有限元参数分析提供依据。(3)基于胶合竹材特点,采用等效弹性模量双因素分析方法对轴心受压胶合竹柱极限荷载回归分析,建立胶合竹轴心受压条件下承载能力计算方法。(4)通过开展火灾下胶合竹柱轴心受压试验,得出持荷比、长细比等因素对耐火极限的影响规律,探究了轴心受压状态下分层炭化脱落现象,为火灾下理论分析提供数据支撑。(5)利用ABAQUS有限元软件开展火灾下胶合竹柱轴心受压数值模拟,结合试验结果对比分析得出计算结果可靠的精细化模型,进而探究不同持荷比、长细比及体积等因素对胶合竹柱抗火性能的影响规律。(6)结合欧洲木结构抗火规范,建立了火灾下轴心受压胶合竹承载能力及耐火极限的计算方法,并给出相应例题进行详细阐述。
【学位单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TU366.3;TU352.5
【部分图文】：

1.1 研究背景1.1.1 现代竹结构竹子是地球上生长最快草本植物，其生长速度比长的最快的树木还要快 1.3 倍。某些种类的竹子甚至能够达到每天 1 米的生长速度，总高度可以达到 40 米。一般竹子从竹笋到长成 10 多米高，只需 2 至 3 个月的时间，人们可以显著地观察到其生长。我国的竹材资源十分丰富，是世界上为数不多的盛产竹子的国家之一，所以竹林在我国被称为“第二森林”。我国的竹林面积在世界上居第二位，竹林产量在世界上居第一位。全世界的木本竹类植物约有 60 余属，1200 余种，我国则有 40 余属，400 余种，占世界竹种的 33%以上。全世界的竹林面积约 1500 万公顷我国约有 360 万公顷，约占世界竹林面积的 1/4。全世界的竹林年产量 1600 万吨，我国的竹材年产量达 800 万吨以上，几乎占到世界竹材产量的一半。其中长江以南的湖南、湖北、江西、浙江等省份竹材生长最为集中，统计结果表明，仅湖南、江西、浙江、福建 4 省的毛竹林面积合计约占全国毛竹林面积的 70%。

1.1 研究背景1.1.1 现代竹结构竹子是地球上生长最快草本植物，其生长速度比长的最快的树木还要快 1.3 倍。某些种类的竹子甚至能够达到每天 1 米的生长速度，总高度可以达到 40 米。一般竹子从竹笋到长成 10 多米高，只需 2 至 3 个月的时间，人们可以显著地观察到其生长。我国的竹材资源十分丰富，是世界上为数不多的盛产竹子的国家之一，所以竹林在我国被称为“第二森林”。我国的竹林面积在世界上居第二位，竹林产量在世界上居第一位。全世界的木本竹类植物约有 60 余属，1200 余种，我国则有 40 余属，400 余种，占世界竹种的 33%以上。全世界的竹林面积约 1500 万公顷我国约有 360 万公顷，约占世界竹林面积的 1/4。全世界的竹林年产量 1600 万吨，我国的竹材年产量达 800 万吨以上，几乎占到世界竹材产量的一半。其中长江以南的湖南、湖北、江西、浙江等省份竹材生长最为集中，统计结果表明，仅湖南、江西、浙江、福建 4 省的毛竹林面积合计约占全国毛竹林面积的 70%。

竹框
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本文编号：2879155