竹筋实木组合空心柱的制作与力学性能试验

木材是一种绿色环保建材,木建筑中结构柱使用原生态长和粗的原木取材难、价格昂贵,为解决目前原木尺寸小、抗压强度低、使用受到限制等问题,本文提出了一种竹筋实木组合空心柱,解决了小木头不能用作结构柱的问题,把零碎的木块和竹筋进行结合竹木组合柱试验模型,试验采用结构尺寸和特性基本一致的3个实木柱和3个竹筋实木组合柱,进行了加载受压性能对比试验,得到了两种不同结构板的破坏形态、极限承载力。试验研究结果表明:两种结构柱均发生材料破坏,竹筋组合柱比实木组合柱抗压强度提高11.6%,该研究成果对于竹筋实木组合柱结构设计和木结构工程中的应用提供了一定参考。     

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。     

毛竹压杆屈曲系数公式研究

为获得四川地区毛竹压杆更精确的屈曲系数公式,通过试验方法测定四川地区毛竹的顺纹抗压强度以及31根长细比分布较为均匀的竹压杆临界荷载,并对国内外现有的9个竹压杆屈曲系数公式进行研究。结果表明：此批毛竹顺纹抗压强度平均值约为51MPa;竹压杆的破坏是由于局部鼓曲变形和整体弯曲变形叠加,最终竹压杆管壁超过横纹抗拉强度极限值进而纵向开裂;现有竹压杆屈曲系数公式所得到的临界荷载计算值之间有所差异,与文中试验实测临界荷载值也有不同程度的差异。最后采用具有较好拟合优度的Ylinen方法,基于文中试验数据拟合提出适用于四川地区的毛竹压杆屈曲系数公式。     

对异形柱结构力学性能与延性的分析

根据混凝土异形柱结构技术规程相应条文,论述了异形柱的受力特点,对异形柱结构设计中的计算方法、受力性能及其轴压比控制等进行了探讨,以供结构设计人员参考借鉴。     

Q420等边角钢轴压杆整体稳定性能试验研究

国内大型输电铁塔中已逐步采用Q420高强度角钢。为研究此类高强度等边角钢轴压杆的整体稳定性能,进行了轴压静力试验研究,试验包括60个试件,截面类型选取了在所有热轧角钢截面中板件宽厚比最大的5种。基于试验结果,研究了Q420高强度等边角钢轴心受压柱的失稳破坏形态和极限承载力,通过计算得到其稳定系数,并与现行钢结构设计规范的柱曲线进行了对比,同时分析了板件宽厚比超限对Q420高强度等边角钢轴压柱失稳破坏形态和稳定承载力的影响。结果表明：该类构件以弯扭失稳为主,根据试验实测得到的稳定系数明显高于现行钢结构设计规范所规定的等边角钢所在的b类截面柱曲线,甚至高于a类截面柱曲线。研究为后续的有限元计算和数值参数分析提供了重要的基础数据,为设计方法提供了参考建议。图11表4参17     

基于纵筋屈曲约束构造的RC柱轴压性能试验研究

在地震往复荷载作用下柱端塑性铰区常出现纵筋屈曲破坏的现象,为有效减缓RC柱端部纵筋屈曲破坏,开发了一种纵筋屈曲约束构造,进一步通过6组RC柱轴压静力试验,研究分析了不同纵筋屈曲约束构造形式、屈曲约束长度等对RC柱轴压力学性能的影响,考察钢筋混凝土柱的轴压性能及其破坏模式。研究结果表明：所提出的纵筋屈曲约束构造能在纵筋屈曲变形时提供较大的横向约束,可显著减缓纵筋屈曲破坏;套管长度范围内纵筋的无粘结构造可减小纵筋局部应力;RC柱纵筋屈曲约束构造可有效提升受压RC柱的极限承载能力和延性性能。     

结构用工程竹抗紫外线老化性能的试验研究

紫外线是导致材料老化的主要因素之一,通过人工加速老化试验,模拟太阳光中的紫外线辐射,加上温湿度循环变化的影响,测试未经防护处理的工程竹的物理力学性能,并与花旗松木材在紫外线辐射下的物理力学性能变化进行对比,评价胶合竹、重组竹、花旗松木材试样的抗紫外线老化性能.结果 表明,花旗松木材颜色对紫外线辐射比较敏感,受辐射面有明...     

侧压竹材集成材简支梁力学性能试验研究

考虑剪跨比、截面高宽比两个因素,设计14个侧压竹材集成材简支梁试件,对其力学性能进行试验研究,采用非接触式激光位移传感器和Vic-3D测试系统进行位移测量。结果表明：侧压竹材集成材梁经历弹性阶段、弹塑性阶段后,突然发生脆性断裂破坏;侧压竹材集成材简支梁试件的抗压弹性模量与抗拉弹性模量相等;试件截面平均应变符合平截面假定;试件中竹材的抗压强度没有得到充分发挥;随着剪跨比的增大,试件的承载力下降较快,而梁截面宽度对承载力的影响较小。     

梁柱-支撑式胶合木框架的抗震性能试验研究

为实现刚柔并济的高层胶合木结构,分别构造刚度单元和阻尼单元.刚度单元为碳纤维加固的带人字形木支撑的木框架单元,阻尼单元为刚度单元基础上增设金属阻尼器的木支撑框架单元.文章分别对一榀单层单跨刚度单元和阻尼单元进行低周往复荷载试验,阻尼单元中金属阻尼器失效后,通过焊接钢板的方式对震损阻尼单元试件进行修复,并进行与前期相同的...     

外套钢管自密实混凝土加固钢筋混凝土圆形截面短柱轴压性能试验研究

提出外套钢管自密实混凝土加固钢筋混凝土柱的复合加固方法。通过11个加固钢筋混凝土圆形截面短柱试件（其中2个为增大截面加固柱试件、9个为复合加固柱试件）和2个未加固钢筋混凝土圆形截面短柱试件的轴压试验,对不同方法加固的钢筋混凝土圆形截面短柱承载力、刚度和延性进行研究,分析加载方式、含钢率、后浇自密实混凝土强度、界面处理方式等因素对复合加固柱轴压性能的影响。试验结果表明：复合加固柱试件的承载力和延性均优于未加固钢筋混凝土圆柱试件和增大截面加固柱试件。仅核心混凝土受压的试件承载力略大于全截面受压的试件;随着含钢率的增大,复合加固柱试件的承载力和延性提高显著;随着后浇自密实混凝土强度的提高,复合加固柱试件的承载力略有提高,但延性有所下降;界面处理方式对复合加固柱试件轴压性能影响不显著。在试验研究的基础上,提出复合加固钢筋混凝土圆形截面短柱的承载力计算式,得出的计算结果与试验结果吻合良好。     

外露式钢柱脚受剪性能试验研究

以轴力和锚栓数量及其布置形式为参数,对4个外露式钢柱脚试件进行了水平往复加载试验,对其受剪性能及受剪机制进行分析。当柱脚所受轴力为压力时,柱脚的剪力由其与基础顶面间的静摩擦力传递给基础,且柱脚弯矩对其受剪承载力有提高作用。当柱脚所受轴力为拉力时,柱脚底板与基础表面间分离,柱脚在水平荷载作用下发生滑移,此时锚栓参与承担水平力,但其承担水平力的能力较小。柱脚受弯承载力随着柱脚锚栓数量的增加而增大。当锚栓数量从4个增加到6个时,柱脚受弯承载力增加了12%,耗能能力增加了20%。配置相同数量锚栓柱脚的滞回行为随着锚栓布置方式的不同也有所改变。将锚栓布置在沿加载方向的最外侧时,可以最大程度地利用每个锚栓的承载力。因此,在设计外露式柱脚时需要考虑锚栓布置方式,以便充分利用锚栓的受拉性能。     

Experimental research on mechanical behavior of concrete-filled thin-walled stiffened square steel tubular short column under axial load

为研究带肋薄壁方钢管混凝土轴压短柱的受力性能,以钢管宽厚比、加劲肋宽度和加劲肋个数为参数,对26个薄壁方钢管混凝土短柱进行了试验研究。研究结果表明：对于无肋试件,在达到承载力以前管壁已经发生鼓曲,且试件宽厚比越大,鼓曲越早发生,鼓曲部位的钢管截面越早退出工作,没有发挥出钢管混凝土的优势。设置加劲肋后薄壁方钢管混凝土短柱的受力性能得到明显改善,钢管壁的局部鼓曲得以延缓,材料强度得到了充分利用,试件承载力提高。当试件宽厚比为60、80时,加劲肋宽度对试件承载力影响最明显,加劲肋宽度越大,承载力越高,增加加劲肋个数对试件承载力影响不大;而当试件宽厚比为100时,设置单个加劲肋已不能满足对管壁局部屈曲的抗弯刚度要求,必须增加加劲肋的个数以增加约束钢管变形的支撑点,减小管壁局部屈曲的波长,提高试件局部屈曲的临界荷载。同时利用ABAQUS有限元计算软件对薄壁带肋方钢管混凝土轴压短柱的受力全过程进行了模拟,并将试验结果与有限元模拟结果进行了对比,两者吻合良好,为下一步分析奠定基础。     

铝合金工形截面短柱轴压局部稳定试验研究

为研究铝合金工形截面轴压构件的局部稳定性能,对15根工程中常用大截面铝合金6061-T6和6063-T5轴压短柱试件进行试验研究,并对12组48个材性试样进行拉伸试验。研究了材料的力学性能、试件的局部几何初始缺陷、变形性能、局部屈曲荷载、轴压承载力等,并将试验结果与各国规范中设计方法计算结果进行对比。试验结果表明：铝合金6061-T6强度与普通钢材相当,但延性较差;铝合金挤压型材的局部几何初始缺陷很小,远小于规范中给定数值;板件宽厚比越大,局部屈曲发生越早,破坏时材料的强度越得不到充分发挥,但是局部屈曲后材料强度仍有较大的提高;翼缘和腹板之间存在相互作用;中国规范、欧洲规范、美国规范和澳大利亚/新西兰规范均低估了试件的轴压承载力,其中美国规范计算结果与试验结果最接近。因此,对于板件宽厚比大的试件,应充分利用其屈曲后强度,各国规范得到的承载力计算结果均较保守。     

基坑工程内支撑抱箍式活络头力学性能试验研究

为了改进现有基坑工程钢支撑活络头的受力方式,以进一步提高基坑工程内支撑体系的安全性和稳定性,设计研发了新型基坑工程内支撑抱箍式活络头,通过室内轴压试验,研究了不同试件的力学性能。试验结果表明：抱箍式活络头整体刚度高于单缸千斤顶支顶活络头;在相同荷载下,单缸千斤顶支顶活络头位移较大;在正常使用状态下,试件可重复使用;在达到极限承载力时,抱箍式活络头发生微小脆性滑移破坏,滑移之后可继续承载;由于底部螺栓的夹持作用,抱箍式活络头调节长度短时,即接触面积大时,承载力反而减小;在轴向压力作用下,抱箍式活络头螺栓预拉力基本不变。     

集成竹Ⅰ型层间断裂特性试验研究与数值分析

针对集成竹Ⅰ型层间断裂问题开展了双悬臂梁(DCB)断裂试验研究,并采用虚拟裂纹闭合法(VCCT)与内聚力模型(CZM)对其断裂行为进行了数值分析,通过试验验证了两种方法用于模拟集成竹Ⅰ型层间断裂行为的有效性。其中,CZM中考虑了裂纹尖端内聚力的退化,可有效模拟材料断裂过程中的非线性行为;而VCCT基于线弹性断裂力学,无法考虑断裂中的非线性,但采用VCCT的分析结果相对稳定,易收敛,适用于材料断裂非线性不明显的情况。通过CZM,进一步考察了双悬臂梁宽度对Ⅰ型断裂韧度的影响。结果表明：材料Ⅰ型断裂韧度随梁宽度增大呈现减小的趋势;宽度达到55 mm以上时,裂纹尖端应力场受平面应变状态主导,应变能释放率趋于稳定值0.539 5 N/mm。     

高温作用后圆钢管钢筋混凝土轴压短柱力学性能试验研究

采用立式燃气试验炉对14根在核心混凝土中配置纵向受力钢筋的圆钢管钢筋混凝土短柱进行了按ISO 834标准升降温曲线的明火试验,其中2根短柱用于量测温度场,其余12根短柱冷却至室温后进行轴压静载试验。实测了受火阶段轴压短柱典型部位的截面温度分布和受火后的轴压荷载-轴向变形关系曲线,分析了升温时间和配筋率对受火后钢管钢筋混凝土短柱剩余承载力、刚度和延性的影响规律,同时进行了6根钢管钢筋混凝土短柱常温静载试验,与受火后对应轴压短柱比较,最后结合相关规范/规程提出了高温作用后圆钢管钢筋混凝土轴压短柱承载力的计算式。结果表明:钢管钢筋混凝土短柱受火后仍具有较高的承载力和良好的延性;升温时间对钢管钢筋混凝土短柱火灾后刚度和延性的影响明显大于对承载力的影响;配筋率的增大对钢管钢筋混凝土短柱的火灾后承载力、刚度和延性均有提高;所提计算式的计算结果与试验结果吻合较好,且偏于安全。     

胶合竹木梁抗弯性能试验研究

以重组竹、胶合竹和云杉为层板材料,设计制作10组共计30根由六层层板胶合成的胶合竹木梁试件,并对其进行受弯性能试验,试验参数包括工程竹种类、层数、布置位置等;分析了各组试件的破坏模式、等效弹性模量、屈服荷载、承载力、变形能力及应变分布,通过不同胶合竹木梁组合方式的对比,提出最优组合方案;并根据组合梁的应变分布和简化本构关系,采用分层叠加法计算了各种层板组合方式胶合竹木梁的受弯承载力,同时对层板间胶层抗剪强度需求进行了分析。结果表明,在云杉胶合木梁的受拉一侧胶合工程竹板后,胶合竹木梁破坏时的变形能力较相同尺寸的纯云杉胶合木梁有明显提升,提升幅度为64.8%~123.9%;而在云杉胶合木梁的拉压区都胶合工程竹板后,承载能力和变形能力较相同尺寸的纯云杉胶合木梁都有显著提升,承载力提升幅度为63.9%~97.0%,破坏时的变形能力提升幅度为124.8%~167.5%;上部一层和下部两层木板替换成工程竹板后,承载力较纯云杉胶合木梁提高了82.3%,基本接近纯工程竹梁的力学性能,是较优的层板组合方案。     

带外加强环不等高梁-钢管混凝土柱组合节点抗震性能试验研究

对4个带外加强环不等高梁钢管混凝土柱节点试件进行了循环加载和单调加载试验,试件主要变化参数为节点两侧梁高度差,取值为 0、75、 150mm。为了研究节点域的受剪承载力,对试件按“强构件,弱节点”进行设计。对于所设计的4个节点试件,其破坏分为整个节点域剪切破坏和部分节点域剪切破坏。试验结果表明：加载方式对试件节点域剪切承载力影响不大;节点试件在正反两个方向加载形成不同的破坏模式,并且在反向荷载作用下其承载力略高于其在正向荷载作用下的承载力;节点两侧梁高度差对节点域破坏形式和承载力影响显著;在整个加载过程中,所有试件节点均未出现开裂;该类节点具有很好的变形能力和稳定的耗能能力,但随着两侧梁高度差的增加,耗能能力逐渐降低。     

结构用平压毛竹集成材单轴本构关系研究

为研究平压毛竹集成材单轴拉压状态下的应力-应变本构关系,以5年生毛竹的根部、中部和稍部为原料按照1∶1∶1的比例制备的毛竹集成材试件为研究对象.探讨了毛竹集成材受拉和受压状态下的破坏模式及应力-应变全过程曲线.研究结果表明:毛竹集成材的受拉破坏表现出典型的脆性拉断破坏;毛竹集成材的受压破坏属于延性破坏,具体表现3种典型...