轻型木结构中覆面板钉连接承载性能试验研究

通过对222个采用中国产圆钢钉制作的轻型木结构覆面板钉连接试件进行单调加载试验,研究了它们的承载性能。试验结果表明,钉连接发生模式M-c1屈服、覆面板断裂、覆面板剪坏、规格材撕裂和钉子穿透等5种破坏;直钉连接的承载力比斜钉高,而两者刚度基本相同;覆面板主方向与规格材木纹夹角对钉连接承载力和刚度的影响很小;荷载方向与规格材木纹夹角影响钉连接的刚度,但不影响其承载力。通过与欧洲木结构设计规范钉连接计算公式的分析对比,获得了符合中国轻型木结构覆面板钉连接的刚度计算公式,为计算分析剪力墙和横隔(楼盖和屋盖)的抗侧力性能提供参考。     

Q690高强钢-超高性能混凝土抗剪连接件疲劳性能试验研究

为了研究Q690高强度结构钢-超高性能混凝土(UHPC)组合抗剪连接件的疲劳性能,进行了3组共12个推出试件的常幅疲劳试验,考虑了栓钉直径、单钉和群钉布置形式等因素的影响。研究表明：推出试件的疲劳破坏模式均为栓钉剪切断裂;在200万次疲劳寿命下,直径13 mm单钉抗剪连接件的疲劳强度比直径19 mm单钉抗剪连接件的高42.5%,小直径栓钉比大直径栓钉抗剪连接件的疲劳强度高;直径19 mm单钉抗剪连接件的疲劳强度比直径19 mm群钉抗剪连接件的高15.0%,单钉比群钉布置形式下栓钉抗剪连接件的疲劳强度高。将试验结果与国内外已有的普通强度钢-普通混凝土、普通强度钢-UHPC抗剪连接件疲劳数据对比分析表明,Q690高强钢-UHPC抗剪连接件具有更高的疲劳强度,其中比欧洲BS EN 1994-1-1中普通强度钢-普通混凝土抗剪连接件疲劳强度高71.8%。同时,分别提出了单钉布置和群钉布置的Q690高强钢-UHPC抗剪连接件的S-N曲线,供疲劳设计参考。     

木结构双自攻钉协同抗拔力试验研究

为了研究木结构中的自攻钉的抗拔性能,选用中国产普通圆钉、进口规格木材和普通木材,制作了6个木结构剪力墙中钉连接的试件,采用单调加载方式进行试验研究,结果表明普通圆钉连接强度主要取决于破坏模式;契入效应不足明显影响钉连接的强度;钉连接刚度离散性较大;故而通过进一步的试验研究,得出中国产自攻钉抗拔连接强度和刚度计算公式,将是十分必要的。     

分等方法对我国人工林杉木规格材等级的影响

选择了福建人工林杉木作为试验对象,将其锯截为470根截面尺寸为45 mm×90 mm的规格材,并干燥至目标含水率12%(质量分数).规格材先进行目测分等,然后依次利用超声波、纵向振动、横向振动和弯曲方法按照给定的机械强度等级表对规格材进行分等.结果表明,不同的分等方法对规格材的特征值、等级分布和产量都有明显的影响.虽然横向振动分等方法生产的人工林杉木规格材价值相对低,但它是一种较为精确的分等方法.各等级的大小顺序依次是C3,Ⅰc,C2,Ⅱc,Ⅲc,C1.对于我国人工林杉木来讲,规格材通过机械强度分等获取的价值高于目测分等材.     

杉木目测等级规格材抗拉强度长度尺寸效应

以人工林杉木规格材作为研究对象,研究了不同目测等级下规格材测试长度与其抗拉强度之间的相互关系;通过斜率法和形状参数法求出了高、低目测等级组试件抗拉强度5%分位值和50%分位值的长度尺寸效应系数.结果表明:用非参数法求得的高、低目测等级组试件抗拉强度5%分位值的长度尺寸效应系数分别为0.12,0.25,50%分位值的长度尺寸效应系数分别为0.17,0.29,低目测等级组试件的长度尺寸效应系数大于高目测等级组试件;该长度尺寸效应系数可以在人工林杉木规格材的实际应用中使用;利用两参数威布尔分布拟合所测强度时,除高目测等级组试件抗拉强度5%分位值外,用形状参数法估计的参数与用非参数方法求得的参数的倒数近似.     

单调荷载下栓钉连接件受剪性能试验研究

栓钉是钢-混凝土组合梁中常用的柔性受剪连接件。通过18个栓钉受剪试件在单调荷载下的推出试验,较系统地研究了混凝土强度等级、栓钉直径以及钢梁类型等参数对栓钉的破坏形态、破坏机理、荷载-滑移规律和极限受剪承载力的影响。研究表明:栓钉的受剪承载力随着混凝土强度等级的提高以及栓钉直径的增大而增加;轧制工字钢试件中栓钉的受剪承载力比焊接工字钢试件中的高10%~30%。在试验的基础上提出了栓钉受剪承载力的计算方法。     

杉木目测分等规格材缺陷类型及分布的研究

采用加拿大分等规则(NLGA),分别对安徽、湖南、四川、福建所出产的横截面尺寸为45 mm×90 mm,总计1 581根人工林杉木规格材外观质量进行评估.研究表明:各产地杉木规格材分等结果略有不同,节子、钝棱、漏刨、腐朽、斜纹理是杉木规格材5种最常见的降等缺陷,其中节子对其目测等级影响最大;82.8%No.1等级的杉木规格材降等由节子引起,86.4%No.2等级的杉木规格材降等由钝棱、漏刨、节子造成.鉴于此,建议采用胸径适中(15～18 cm)的杉木生产规格材,并进一步研究和改进下锯方法和加工工艺;优化分等规则,避免使用胸径过大的杉木生产规格材.     

螺纹GFRP筋与混凝土黏结性能试验与理论计算

为研究螺纹玻璃纤维增强复合材料(GFRP)筋与混凝土界面的黏结性能,选用不同直径的GFRP筋材制备3组拉拔试件,标准养护28 d后开展中心拉拔试验.试验结果表明:GFRP筋与混凝土的黏结强度随其直径的增大而增大,拉拔试件的破坏模式和黏结应力-滑移曲线也随之变化;当GFRP筋直径较小(8、12 mm)时,拉拔试件主要发生筋材拔出破坏,但2种直径下的黏结应力-滑移曲线在弹性上升段后存在较大差异,直径8 mm筋材的拉拔试件呈来回波动趋势,且渐趋平缓,而直径12 mm筋材拉拔试件表现为下降后又上升的双曲线模式;当GFRP筋直径较大(16 mm)时,拉拔试件发生劈裂破坏,其黏结应力上升到最高点后迅速下降.最后,基于弹性力学厚壁圆筒理论模型,对不同直径螺纹GFRP筋的黏结破坏面夹角θ进行探讨并提出了黏结强度计算公式,通过与相关试验结果的对比分析,验证了该计算公式对发生筋材拔出破坏的情况具有非常好的预测精度.     

不同覆面条件下木结构剪力墙钉节点性能研究

选用木结构建筑实际工程中的环纹钉、进口规格材、定向结构刨花板以及国产杨木结构胶合板,分别制作四组不同覆面材料、不同接触面积的木结构剪力墙钉连接单剪试件,采用单调加载方式进行试验研究。试验结果表明:同一材料条件下,受力面积越大,钉节点初期刚度越大、试件变形能力越强,但钉节点的承载力减小;在同一受力面积、不同覆面材料条件下,结构胶合板的钉节点承载力比定向结构刨花板的钉节点承载力大,而初期刚度和延性均较小;定向结构刨花板覆面试件的钉节点刚度退化比结构胶合板要大。     

不同长度石灰岩动态压缩力学性质试验研究

为研究高应变率下岩石力学性质尺寸效应,采用?50 mm分离式霍普金森压杆装置(SHPB)对直径50 mm,长度为15～100 mm的12种规格的石灰岩试件进行冲击加载试验。结果表明,石灰岩试件单轴动态抗压强度存在明显的尺寸效应,动态抗压强度随试件长度变化呈先增大后减小的趋势,在试件长度为60 mm时强度最大;长度为15～35 mm的试件应力–应变曲线的形态变化比较大,试件长度大于35 mm时随着试件长度的增大应力–应变曲线大致形态变化不大;随着试件长度的增大,试件的峰值应变呈减小趋势,试件的动态弹性模量呈先增大后减小的变化趋势在试件长度为60 mm时存在一个峰值;随着试件长度的增大破碎程度呈先减小后增大的变化趋势与强度存在相关性,强度越大试件破坏越弱。