胶合竹-混凝土组合梁研究进展

对胶合竹-混凝土组合梁(BCC梁)的发展和研究现状进行阐述,并对国内外的研究成果进行分析和总结。对比分析了木-混凝土组合梁(TCC梁)和BCC梁剪力连接件的抗剪性能,并对足尺梁的破坏模式、组合效应进行分析和总结。最后,根据EN:1995-1-1:2004中已有的有效刚度公式进行理论推导。综述发现,国外TCC梁的试验研究已开展较多,国内BCC梁的研究正在兴起,但针对不同种类剪力连接件的BCC梁的破坏模式和受力机理仍缺乏系统的总结。此外,BCC梁的研究迫切需要一套能满足设计要求的计算理论和设计方法。     

胶合竹-混凝土复合式凹槽连接性能的试验研究

组合界面剪力连接件的选择和性能是决定胶合竹-混凝土组合梁性能的关键因素。设计一种胶合竹梁与混凝土板的复合式凹槽连接方式,进行15组植筋锚固抗拔试验和3组剪切-滑移试验,测量植筋锚固承载力、荷载-滑移曲线、抗滑刚度等主要力学指标。研究表明:液体胶黏剂对格鲁斑的渗透性更好,植筋锚固强度也更高,但植入的螺杆存在一个最优直径,且其锚固力的标准化强度基本不随植入深度变化;抵承面是否设置倾角,对胶合竹-混凝土组合试件的抗滑移性能无实质性影响,胶合竹-混凝土组合梁无需设置倾角;在胶合竹梁侧面打钉,可以有效防止组合试件的分层开裂,并显著提高承载力;与同类型胶合木-混凝土组合梁比较,采用复合式凹槽连接的胶合竹-混凝土组合试件,在延性得到提高的同时,具有较高的抗滑移性能,但破坏模式具有其自身特点,需要进一步的研究。     

足尺胶合木-轻骨料混凝土组合梁受弯性能试验研究

试验中设计了3根足尺的胶合木-轻骨料混凝土组合梁,对其进行了四点弯曲作用下的受力性能试验,主要研究参数为胶合木与轻骨料混凝土间的剪力连接件数量,即剪力连接程度;作为对比,同时进行了1根足尺的胶合木梁的四点弯曲试验。分析了胶合木和混凝土板两者界面的滑移曲线、梁的跨中荷载-挠度曲线等。结果表明:剪力连接件数量越多,其剪力连接程度越高,抗弯刚度越大;随着剪力连接程度的提高,胶合木-轻骨料混凝土的组合效应增加。     

Experimental study on bending behavior of full-scale glulam-lightweight concrete composite beam

试验中设计了3根足尺的胶合木-轻骨料混凝土组合梁,对其进行了四点弯曲作用下的受力性能试验,主要研究参数为胶合木与轻骨料混凝土间的剪力连接件数量,即剪力连接程度;作为对比,同时进行了1根足尺的胶合木梁的四点弯曲试验。分析了胶合木和混凝土板两者界面的滑移曲线、梁的跨中荷载-挠度曲线等。结果表明：剪力连接件数量越多,其剪力连接程度越高,抗弯刚度越大;随着剪力连接程度的提高,胶合木-轻骨料混凝土的组合效应增加。     

工程竹木梁受弯性能试验研究

为研究工程竹木梁受弯性能,设计足尺花旗松胶合木梁、胶合竹梁、重组竹梁和胶合竹木梁试件进行受弯性能试验,分析试件破坏模式、承载力、变形特点。试验结果表明,4种梁破坏均由下部纤维在跨中被拉断引起,与胶合木梁易受木节等缺陷的影响相比,工程竹梁和胶合竹木梁力学性能更稳定;胶合竹梁、重组竹梁和胶合竹木梁极限荷载平均值分别较花旗松胶合木梁提高28%,91%,38%,达到极限荷载时的跨中位移平均值分别提高94%,63%,118%;胶合竹木梁极限荷载及达到极限荷载时的跨中位移均略大于胶合竹梁,表明通过工程竹材与速生木材的组合使用,胶合竹木梁受弯性能得到增强,胶合竹强度和变形能力得到充分利用。     

正交胶合竹木（CLBT）研究进展

正交胶合木(CLT)结构因其具有施工便捷、结构性能优良和易于维护保养等优点在欧洲和北美等地获得了广泛关注,并越来越普遍地应用于多层甚至高层建筑之中。我国有丰富的竹资源,同时竹材具有良好的力学性能、可加工性和耐久性。在可工业化生产的结构用胶合竹(Glubam)基础上,作者借鉴CLT的概念进一步提出了正交或交错胶合竹木(简称CLBT或CLTB)。在综述国内外学者在正交胶合木结构的力学性能、连接方式和抗震性能等方面的研究成果基础上,介绍正交胶合竹木的力学与物理性能试验结果,包括正交胶合竹木板梁的弯曲试验、柱的轴心受压试验以及墙体的热学和声学性能试验等,提出基于高阶剪切变形理论的解析模型用以估算CLBT梁、柱在相应荷载作用下的变形量,并通过试验验证该模型的准确性。相关初步研究结果表明：正交胶合竹木CLBT有良好的力学性能和与正交胶合木相当的保温隔热及隔声性能;采用国产速生杨木与Glubam胶合竹组坯制备的正交胶合竹木梁板的力学性能不逊于采用进口木材的同类竹木梁板。因此,正交胶合竹木的研发与应用将有助于进一步合理利用我国的速生林资源和丰富的竹资源;竹木等生物质材料在建筑中的应用对于实现碳中和具有重要的促进意义。     

Research progress of cross-laminated timber and bamboo (CLBT)

正交胶合木(CLT)结构因其具有施工便捷、结构性能优良和易于维护保养等优点在欧洲和北美等地获得了广泛关注，并越来越普遍地应用于多层甚至高层建筑之中。我国有丰富的竹资源，同时竹材具有良好的力学性能、可加工性和耐久性。在可工业化生产的结构用胶合竹(Glubam)基础上，作者借鉴CLT的概念进一步提出了正交或交错胶合竹木(简称CLBT或CLTB)。在综述国内外学者在正交胶合木结构的力学性能、连接方式和抗震性能等方面的研究成果基础上，介绍正交胶合竹木的力学与物理性能试验结果，包括正交胶合竹木板梁的弯曲试验、柱的轴心受压试验以及墙体的热学和声学性能试验等，提出基于高阶剪切变形理论的解析模型用以估算CLBT梁、柱在相应荷载作用下的变形量，并通过试验验证该模型的准确性。相关初步研究结果表明：正交胶合竹木CLBT有良好的力学性能和与正交胶合木相当的保温隔热及隔声性能；采用国产速生杨木与Glubam胶合竹组坯制备的正交胶合竹木梁板的力学性能不逊于采用进口木材的同类竹木梁板。因此，正交胶合竹木的研发与应用将有助于进一步合理利用我国的速生林资源和丰富的竹资源；竹木等生物质材料在建筑中的应用对于实现碳中和具有重要的促进意义。     

基于ABAQUS的预应力胶合竹木梁受弯性能研究

采用ABAQUS有限元程序,建立了预应力胶合竹木梁分析模型,从预应力值与预应力钢丝数量两方面,分析了影响预应力胶合竹木梁受弯性能的因素,指出预应力钢丝数量的合理增加可增强其抗弯刚度,预应力值对其抗弯刚度的影响不大。     

胶合竹I形搁栅梁受力性能试验研究

为研究胶合竹I形搁栅梁的受力性能,设计3组共30根不同跨度的胶合竹I形搁栅梁,并在每组试件的不同位置设置指接,采用三等分点处加载的方式对其进行静力试验研究。对胶合竹I形搁栅梁的破坏形态、破坏机理、截面刚度和承载力等进行研究。结果表明：胶合竹I形搁栅梁的跨中截面应变沿梁截面高度基本呈线性分布,符合平截面假定;截面刚度能够满足木工字梁相关规范要求;胶合竹I形搁栅梁的承载力主要由腹板的性能以及腹板和翼缘的指接强度控制。采用加拿大规范CAS 086-01中建议的承载力计算公式,并结合指接处的应力分析,计算得到的试件承载力与试验结果接近。     

竹-混凝土剪力连接件荷载-滑移性能比较研究

为研究竹-混凝土剪力连接件力学行为,对3组6个竹-混凝土剪力连接件进行了静载试验,连接件的类型分别为栓钉型、凹槽型和凹槽-栓钉型。研究结果表明:栓钉型剪力连接件的破坏模式属于延性破坏,而凹槽型和凹槽-栓钉型剪力连接件破坏模式属于脆性破坏,栓钉型剪力连接件的荷载-滑移曲线存在完全塑性阶段,极限位移大,延性系数大,承载力低;凹槽-栓钉型和凹槽-栓钉型剪力连接件初期基本无滑移,承载力高,延性系数小,滑移变形能力差。     

凹槽销栓型竹-混凝土组合梁的受弯性能

文章将混凝土与竹材组合,提出一种新型凹槽销栓型竹-混凝土组合结构,为研究凹槽销栓型竹-混凝土组合梁的受弯力学性能,对5组组合梁和1组对比竹梁进行四点弯曲试验,试验参数包括连接件间距及其数量,试验主要测试试验荷载、跨中挠度、竹梁与混凝土翼缘的应变以及竹梁与混凝土翼缘的界面相对滑移。试验结果表明,凹槽销栓型竹-混凝土组合梁的破坏模式表现为两种:第Ⅰ类以混凝土翼缘斜向剪切破坏为控制,脆性特征明显,发生于连接件间距较密时;第Ⅱ类是以凹槽混凝土剪压破坏为控制,发生于连接件间距较疏时,连接件的凹槽内混凝土破损严重,破坏之前有明显的预兆。相对于对比竹梁,组合梁在各级荷载下的跨中位移大幅降低,截面刚度得到大幅度的提高,与对比竹梁相比,组合梁的承载力提高了1.23～1.61倍,对应跨中挠度为L/250和L/300时的荷载P_L/250和P_L/300平均提高了3.81倍和3.95倍,在正常使用荷载下,凹槽销栓型竹-混凝土组合梁的组合系数为0.86～0.98,组合截面的混凝土和竹材两种材料呈现良好的整体工作状态,凹槽销栓型连接件表现出刚性连接件的特征,具有较高的组合...     

重组竹抗压和抗弯力学性能试验研究

参考GB 1927~1943—1991《木材物理力学性能试验方法》、ASTM D143—1994(2007)《木材无疵小试样的试验方法》等,研究重组竹的受压、受弯力学性能,进行重组竹的力学性能试验,得到其顺纹抗压和抗弯强度及其弹性模量。试验结果表明:重组竹的抗压经历了弹性阶段、弹塑性阶段和塑性破坏阶段;顺纹抗弯经历了较长的弹性阶段后发生破坏。通过讨论重组竹结构的设计方法,给出以基于木材强度设计值计算方法为基础的重组竹的抗压强度、抗弯强度的建议设计值,为设计提供参考依据,并与其他几种胶合木、胶合竹材进行对比分析。研究表明,重组竹能满足建筑结构对其抗压、抗弯材料力学性能的要求。     

胶合竹结构的研究与工程应用进展

给出了现代工程竹结构的定义,重点介绍了薄片和厚片两种不同胶合竹的构造及加工制备工艺,并将两种胶合竹材料的抗拉、抗压、抗弯及抗剪等基本力学性能进行对比。基于现有木结构规范和材料性能试验方法,给出了胶合竹材强度特征值及设计值的计算方法。基于胶合竹的力学特性,研究并建造了一系列格鲁斑胶合竹结构示范工程,提出了供工程人员参考的胶合竹结构剪力墙承载力的计算公式。最后通过分析胶合竹材料及结构的应用现状,展望了胶合竹在建筑领域更广泛的应用。     

三面受火胶合竹梁耐火极限的试验研究

通过5根胶合竹梁的耐火极限试验,对三面受火胶合竹梁的升温规律和耐火极限进行了研究,试验参数包括截面和荷载比。研究表明:未受火对比胶合竹梁经历弹性阶段、弹塑性阶段后,发生脆性断裂破坏;跨中截面应变符合平截面假定。耐火极限试验试件各测点温度随受火时间的增加而升高,且停火之后温度下降较慢;测点离胶合竹截面表面距离越近,温度越高;不同试件距边缘相同距离测点的温度随受火时间变化规律基本相似。相同截面胶合竹梁耐火极限随荷载比增大而减小,相同荷载比胶合竹梁耐火极限随截面尺寸增大而增加。100×225截面胶合竹梁荷载比为0.2,0.35,0.5时,耐火极限分别为30,22,10 min。     

螺栓连接冷弯型钢抗弯节点的循环特性:包括滑移在内的有限元模拟

使用有限元程序模拟螺栓连接冷弯型钢抗弯节点的弯矩-转角滞回性能和失效变形。在模拟螺栓连接的响应系数时遇到的最主要问题即是滑移的存在。对在循环荷载下的6个装配冷弯型钢弯曲梁、一个支撑柱和一个贯穿板的梁柱进行试验。连接件的弯矩-转角性能由弯曲梁或连接件的滑动螺栓所控制。提出的有限元模型包含梁的几何缺陷、由拉伸试验所得出的材料特性和两种性能的滑移螺栓。修正后的有限元模型可以更准确地预测梁的受抗弯性能影响的连接件其弯矩-转角的滞回性能。一个简化的循环滑移模型可在一个已降低的滑动阻力下进行滑移,并能较好地模拟受滑移螺栓支配的连接件的滞回性能。可使用修正后的有限元模型模拟预测出连接件的失效模式,且与试验数据吻合较好。     

胶黏剂和指接接头对胶合木性能的影响

采用单组分聚氨酯(PUR),A型双组分异氰酸酯(MDI-A),B型双组分异氰酸酯(MDI-B)和间苯二酚(PRF)4种结构胶黏剂,相邻层板接头距离分别设为0,50,150,300mm以及仅在最下面两层板间距离为50mm的5种指接接头分布模式,制作成以兴安落叶松和日本落叶松为原材料的胶合木试样,并按照标准进行胶层剪切试验、剥离试验和足尺抗弯试验,以探究胶合木层积用胶黏剂对胶合面胶合性能的影响,以及层积方向上相邻层指接接头分布对胶合木抗弯破坏行为的影响.结果表明:4种结构胶黏剂中,PRF胶合性能最优;层间接头分布距离为300mm时,抗弯试验中指接接头的破坏几率最低.     

GluBam胶合竹工字梁抗弯性能的研究

以木质工字梁的研究为基础,结合我国目前基本国情,提出了一种以Glu Bam胶合竹板为基材、通过环氧树脂胶进行连接的Glu Bam胶合竹工字梁。采用两端简支,在试件净跨三分点处的两点加载方式对14根Glu Bam胶合竹工字梁进行了抗弯性能试验研究,同时分析探讨了Glu Bam胶合竹工字梁的破坏形态、破坏原因以及极限承载力。试验结果表明:Glu Bam胶合竹工字梁跨中截面的应变沿梁高方向基本符合平截面假定,具有优良的整体工作性能。Glu Bam胶合竹工字梁的强度一般由腹板的性能控制,破坏时翼缘竹材应变远未达到其极限应变强度。     

混凝土砌块(砖)竹胶托板的胶合性能研究

胶合性能是综合表征竹胶托板物理力学性能、耐久性和使用寿命的关键技术指标.在制定建材行业标准《混凝土砌块(砖)生产用竹胶托板》时,对胶合性能试验及其评价方法进行了系统研究.研究表明,采用《竹胶合板模板JG/T 156-2004和《混凝土模板用竹材胶合板》LY/T 1574-2000给定的方法评定竹胶托板的胶合性能,很难反映实际使用性能;采用拉伸粘结强度法评定竹胶托板的胶合性能,则结果较为公正、直观和科学,充分反映产品使用寿命和使用效果.因此在新标准中,使用拉伸粘结强度法作为竹胶托板胶合性能的试验和评价方法.     

竹集成材简支梁抗弯性能试验研究

基于15根竹集成材简支梁的抗弯试验,研究其作为结构构件时的抗弯性能。结果表明:竹集成材简支梁共存在3种主要的破坏形态,即梁底部竹片指接处脆性拉断、梁底部竹束胶合面斜向撕裂及梁底部竹纤维束逐渐拉断;竹梁破坏时的挠度已达梁跨度的1/50,若类同木梁采用梁跨度的1/250作为挠度限值,则可考虑以挠度作为控制指标进行构件设计;竹梁在破坏前,其横截面应变沿梁高度方向基本符合平截面假定;在加载初期,竹梁跨中截面曲率随外荷载基本呈线性变化,当弯矩达到极限弯矩的60%左右时,竹梁的截面曲率开始进入非线性阶段;随着曲率的增大,截面刚度逐渐退化,直至构件破坏。     

层板胶合木梁受力性能的试验探究

在当前建筑业中,胶合木大多应用于房屋的装饰、装修部分,而梁、柱等起承重作用的构件通常只能用原木代替,这样必然导致原木资源的大量开采,对生态势必造成不可弥补的损害。因此,探索研究胶合木的受力性能,使之能作为承重构件在建筑中广泛使用,具有重大的现实意义。本文通过对胶合木简支梁和原木简支梁的抗弯试验进行研究,对比了两种木梁的破坏模式,得出胶合木梁的受力承载性能明显优于原木的结论,为胶合木梁的普及应用提供了理论依据。