胶合木-混凝土组合梁斜向螺钉连接件受剪性能研究

为研究斜向螺钉连接件在胶合木-混凝土组合梁中的受剪性能，对8组24个采用斜向螺钉连接件的胶合木-混凝土组合试件进行了推出试验，分析了嵌入方式和嵌入角度对螺钉连接件的破坏模式、荷载-滑移特性和受剪性能的影响。研究结果表明：沿剪力方向单向倾斜螺钉连接件的破坏模式主要为螺钉单铰弯曲破坏和螺钉双铰弯曲破坏；斜交螺钉连接件的破坏模式主要为受压剪作用螺钉的周围混凝土锥体破坏和受拉剪作用螺钉拔出破坏；随着斜向螺钉连接件与界面夹角逐渐增大，螺钉连接件的受剪承载力和抗剪刚度逐渐减小；沿剪力方向45°单向倾斜螺钉连接件的受剪承载力和抗剪刚度较垂直嵌入木梁的螺钉连接件的受剪承载力和抗剪刚度分别提高了21.8%和51.6%；±45°斜交螺钉连接件的受剪承载力与垂直嵌入木梁的螺钉连接件的受剪承载力相差不大，但其抗剪刚度较垂直嵌入木梁的螺钉连接件的抗剪刚度提高了76.6%。在试验研究的基础上，提出了胶合木-混凝土组合梁斜向螺钉连接件受剪承载力的计算方法，该公式的计算结果与试验结果吻合较好，并验证了现有抗剪刚度计算公式的适用性。     

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。     

木-混凝土组合梁研究综述

木-混凝土组合梁是将现有或者新建的木梁通过抗剪连接件与混凝土板组合成一个整体,形成可共同工作的结构构件。在木梁上连接混凝土板不仅显著提高了木梁的承载力和刚度,还可有效改善木梁的抗火、隔音和振动性能。文中阐述了木-混凝土组合梁的发展历史和发展现状,并对国内外的相关研究成果进行了系统性的回顾与总结。其中,详细介绍了木-混凝土组合梁及其抗剪连接件的短期破坏试验和长期加载试验结果,并且对现有的木-混凝土组合梁计算理论进行了分析与讨论。综述发现,木-混凝土组合梁及其连接件的试验研究已开展较多,针对实际应用中最为常见的钉类连接件和开槽连接件仍缺乏系统性的研究,组合梁在短期和长期荷载作用下的受力机理也需要进一步厘清。此外,需要加快木-混凝土组合梁计算理论的研究,以满足其设计需求。     

滑移效应对木—混凝土组合梁抗弯刚度的影响分析

木-混凝土组合梁是在木结构和混凝土结构基础上发展的一种新型结构构件,其通过剪力连接件将木梁和混凝土翼板连接成整体共同受力,木梁受拉,混凝土翼板受压,剪力连接件传递交界面上的纵向剪力。文章在试验研究的基础上,结合数据分析,考虑交界面相对滑移对组合梁抗弯刚度及抗弯承载能力的影响,推导了组合梁在均布荷载、两点对称荷载及单点集中荷载工况下的抗弯刚度和挠度计算公式。同时提出了考虑滑移效应影响的组合梁弹性抗弯承载力的计算公式,并将计算结果与试验结果进行比较,吻合良好。     

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。     

木-混凝土组合梁剪力连接件研究现状综述

木-混凝土组合结构是在木结构和混凝土结构基础上发展起来的一种新型结构。试验研究表明,当木梁和混凝土板用可靠的剪力连接件连接起来共同作用时,抗弯承栽力和抗弯刚度都有较大的提高。文章总结了近年来国内外木-混凝土组合结构的特点,主要介绍了国内外木-混凝土组合结构剪力连接件的研究现状,展望了我国现阶段木-混凝土组合梁剪力连接件领域的研究方向。     

胶合木-混凝土组合梁斜交螺钉连接件抗剪刚度计算方法研究

为了研究胶合木-混凝土组合梁斜交螺钉连接件抗剪刚度计算方法,进行了7组共计21个胶合木-混凝土组合梁斜交螺钉连接件的推出试验,得到了斜交螺钉连接件的荷载-滑移曲线,分析了混凝土强度等级、螺钉直径、螺钉嵌入角度对胶合木-混凝土组合梁斜交螺钉抗剪连接件抗剪刚度的影响,探讨了斜交螺钉连接件在胶合木-混凝土组合梁中的受力机理。基于弹性地基梁理论,提出了斜交螺钉连接件抗剪刚度计算公式。研究结果表明:增大螺钉直径可以有效提高斜交螺钉连接件的抗剪刚度;随着斜交螺钉连接件嵌入木梁角度逐渐减小,斜交螺钉连接件的抗剪刚度逐渐降低。抗剪刚度计算公式反映了螺钉直径、螺钉嵌入角度、螺钉抗剪刚度、木材顺纹刚度系数以及木材横纹刚度系数的影响,且计算结果与试验结果吻合较好。     

木-混凝土组合梁螺钉连接件推出试验研究

通过进行木-混凝土组合梁螺钉连接件推出试验,研究了木-混凝土组合梁剪力连接件的受力性能。试验结果表明：螺钉连接件的强度和直径、螺钉嵌入木材的长度等都对螺钉连接件抗剪承载力有影响。     

胶合木-混凝土组合梁与木柱组合体抗震性能试验研究

木-混凝土组合楼盖已经得到了广泛的应用,但在木结构节点设计中一般均忽略混凝土楼板对节点受力性能的影响。为研究混凝土楼板的组合作用和混凝土板内纵向钢筋配筋率对胶合木-混凝土组合节点抗震性能的影响,对3个胶合木-混凝土组合梁与木柱组合体和1个胶合木梁柱组合体试件进行了低周反复加载试验,研究了试件变形特征与破坏模式、荷载-位移滞回曲线、骨架曲线及组合梁界面相对滑移等的变化规律,探讨了试件承载力、刚度退化及耗能能力等抗震性能指标,并对比分析了纯木与带有混凝土楼板的试件的抗震性能。研究结果表明,胶合木梁与混凝土板的组合作用能显著提高试件的承载力和耗能能力等,且混凝土板对节点的约束作用可以有效抑制其刚度退化;在一定范围内,混凝土板配筋率越大,其对节点的约束作用越大,对刚度退化的抑制作用也越强,从而可有效提高试件的抗震性能。     

预制装配式木-混凝土斜交螺钉剪力件的受力性能研究

为解决木梁与预制混凝土板之间的界面连接问题,针对预制装配式木-混凝土斜交螺钉剪力件的受剪性能进行了试验与理论研究。共设计了5组推出试验,控制参数包括装配式与现浇式、螺钉直径、螺钉贯入深度以及螺钉布置方式等。试验结果表明：各组试件中螺钉的破坏模式与螺钉长细比密切相关;由于倾斜钢套筒预埋件对螺钉的锚固作用,装配式剪力件的滑移刚度相较现浇式提高了约35%;剪力件的受剪性能随螺钉直径或贯入深度的增加而提升。此外,基于既有斜交螺钉受剪理论,提出了装配式斜交螺钉剪力件的6种理论破坏模式,并将解析理论与半经验公式相结合,给出了剪力件滑移刚度的计算方法。对比理论结果与各组试件破坏模式、承载力和滑移刚度试验结果,两者吻合均良好。     

新型完全剪切连接钢筋混凝土组合扁梁受力性能试验

对一种新型钢筋混凝土组合扁梁一U形外包钢钢筋混凝土组合扁梁的受力性能进行了试验,共完成5根不同剪力连接形式的简支梁静荷试验,其中2根为部分剪力连接试件,3根为完全剪力连接试件.研究了不同的抗剪连接形式对组合扁梁整体工作性能和受力性能等方面的影响,对该组合扁梁的抗弯刚度和承载力进行了理论分析.结果表明,该组合扁梁具有良好的力学性能,在完全剪切连接情况下,该组合扁梁的截面应变近似符合平截面假定,抗弯刚度和承载力的计算可以忽略外包钢和其内部混凝土之间滑移效应的影响,其理论计算值与试验结果吻合良好.     

内置薄壁H形钢-木组合梁受弯性能研究

为实现钢材与木材的高效组合,提高钢木组合梁受弯性能,提出了一种内置薄壁H形钢-木组合梁。为研究其破坏过程、破坏形态及组合受力性能,以翼缘木板宽度、抗剪连接栓钉间距、薄壁H形钢厚度、翼缘木板厚度、腹板木板高度和腹板木板厚度等为变化参数开展了受弯试验。并提出了可用于预测内置薄壁H形钢-木组合梁挠度和受弯承载力的计算公式,进行了有限元分析。结果表明：依据内置薄壁H形钢-木组合梁破坏过程及特征,可出现受拉翼缘木板受拉断裂、腹板木板受拉区开裂以及受压翼缘木板受压破坏或薄壁H形钢受压翼缘严重压屈和严重粘胶剥离的受压破坏三种破坏模式;在配置截面面积比约3.5%的薄壁H形钢的情况下,内置薄壁H形钢-木组合梁的受弯承载力、抗弯刚度、耗能和延性相对于纯木梁明显提高;腹板木板高度、翼缘木板宽度、翼缘木板厚度和抗剪连接栓钉间距等参数影响内置薄壁H形钢-木组合梁受弯性能较为明显,增加腹板木板的高度、翼缘木板的宽度、翼缘木板的厚度和减小抗剪栓钉间距可明显提高内置薄壁H形钢-木组合梁的受弯承载力;增加薄壁H形钢厚度,可使内置薄壁H形钢-木组合梁受弯承载力和刚度得到一定程度的提高;腹板木板的厚度对内置薄壁H形钢-木组合梁的受弯承载力影响不甚明显。所提出内置薄壁H形钢-木组合梁的挠度及受弯承载力计算式和有限元模型合理有效,计算结果与试验结果吻合良好。     

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...     

Shrinkage effects on the flexural stiffness of composite beams with solid concrete slabs: An experimental study

This paper describes the testing of three full-scale simply-supported composite steel-concrete beams. The specimens were representative of a typical secondary beam used in composite flooring systems and were designed in accordance with Australian guidelines with a degree of shear connection equal to 0.5. Two beams were cast unpropped while the third was prepared under propped conditions. The beams were loaded to failure 18 months from concrete casting by a point load applied at mid-span. During this period the specimens were monitored to collect information on their time-dependent behaviour. Extensive data was measured during the ultimate tests, i.e. deflection at quarter points, slip and strain readings. Standard coupon and cylinder tests provided the instantaneous material properties of the materials. Push-out tests were performed to obtain information on the response of the shear connectors. The measured ultimate strengths of the beams were greater than those calculated based on rigid-plastic analysis using the actual properties obtained from standard material tests. Although this information is very useful for the calibration of theoretical models and design recommendations, the main contribution of this paper is the recognition of the detrimental effects at service conditions of shrinkage in composite members incorporating a solid slab. This shrinkage was observed to cause the composite flexural stiffness to degenerate to the value calculated with no shear interaction for a certain range of loading.     

钢-混凝土组合梁考虑界面滑移的振动模态试验研究

为研究钢与混凝土的界面滑移效应对钢 混凝土组合梁基本动力性能的影响程度和规律,进行了5根跨度3.8m的简支钢 混凝土组合梁的静载和振动模态试验,其中4根采用抗剪栓钉,剪力连接度分别为0.6、0.7、1.0和1.4,另1根采用能提供刚性抗剪连接的开孔钢板连接件。试验结果表明：在静载作用下,随剪力连接度的提高,组合梁的界面滑移减小,抗弯刚度显著增加。竖弯模态试验中,剪力连接度小于等于1.0的3根梁,其前4阶竖向弯曲模态频率与采用开孔钢板抗剪连接件的试验梁相比均有减小,最小减幅为9.8%,最大减幅达26%;剪力连接度为1.4的梁较开孔钢板连接件的试验梁,基频减小了6.1%,第2~4阶自振频率减小幅度均在10%以上,与连接度为0.6的梁相比,其基频增大了13.2%;试验梁的模态阻尼比随着剪力连接度的增大而减小。扭转模态试验中,各阶扭转模态频率差异程度在7%以内,变化规律不明显。由此可见,钢与混凝土板的界面滑移效应对组合梁竖向弯曲自振频率的影响不容忽视,在设计计算中须予以考虑。试验结果可为工程动力分析提供参考。     

现浇柱叠合梁框架节点抗震性能试验研究

以一幢六层现浇柱叠合梁框架实际工程为背景,按照强柱弱梁、强节点弱构件等原则进行设计,取4个不同位置的现浇柱叠合梁框架节点进行低周反复荷载下的足尺模型试验,对现浇柱叠合梁框架节点的破坏形态、滞回曲线、位移延性、刚度退化、耗能能力、预制梁与预制板之间和预制板与现浇板之间的滑移等进行了较系统的研究。结果表明:4个现浇柱叠合梁框架节点均实现了强柱弱梁、强节点弱构件的设计目标,破坏形态均为梁端受弯破坏形式,节点核心区仅有少量细小裂缝;边节点、中节点和平节点的初裂位置为梁中新旧混凝土界面处,而角节点的初裂发生在柱上;与其他2个节点相比,中节点和边节点的滞回曲线饱满;中节点、边节点和平节点的位移延性高于角节点;4个节点的刚度退化规律基本一致。研究成果可为现浇柱叠合梁框架在地震区的推广应用提供技术依据和基础数据。