古建筑旧木材材料性能试验研究

由于木材材质的特殊性,中国古建筑木结构在外界因素影响下,其物理力学性能发生较大变化.通过对古建筑旧木材及对比新木材的材性试验,得到了旧木材各项力学指标的变化趋势.试验表明:与新木材相比,旧木材的顺纹抗压强度、横纹强度、抗弯强度、抗弯弹性模量均有所降低,其中,横纹抗压强度降低幅度最大,顺纹抗压强度降低最小;同时,分析了含...     

木结构螺栓连接横纹受力性能试验研究

木结构螺栓连接横纹受力在现代木结构应用中难以避免,其横纹劈裂承载力计算目前尚缺乏相关规范作指导.设计制作了185根锯材木梁和54根胶合木梁螺栓连接横纹受力试件,进行了横纹劈裂承载力试验研究.结果表明:劈裂承载力与梁截面宽度成正比,与连接节点相对加载高度呈非线性关系,而与螺栓直径无关,螺栓布置方式对劈裂承载力无明显影响;...     

柱头科斗栱偏心受压性能试验研究及有限元分析

为研究竖向偏心荷载对柱头科斗栱受力性能的影响,对3个柱头科斗栱足尺试件进行不同偏心率下的竖向加载试验,得到了斗栱的破坏形态、刚度退化和变形能力。轴心受压破坏模式主要是大斗的压溃和正心瓜栱与单翘的劈裂,偏心受压时大斗和平板枋出现明显的转动,造成斗栱的抗压刚度与承载力降低。采用ABAQUS有限元软件对3种偏心率的斗栱进行有限元分析,模拟结果与试验结果吻合较好。在此基础上,对斗栱进行了参数分析,研究了竖向荷载偏心率,木材的抗压强度、弹性模量和摩擦系数对其受力性能的影响。结果表明：竖向荷载的偏心率越大,则斗栱的转动角度越大,其承载力越低;当偏心率为0.3时,斗栱的承载力比轴心受压时降低了41.64%;进入塑性阶段后,偏心受压斗栱的刚度退化较显著;随木材顺纹抗压强度和顺纹弹性模量的增加,斗栱的竖向承载力提高;木材的摩擦系数越大,斗栱产生的竖向位移越小。     

木材横纹抗拉力学性能改善方法试验研究

木材是成簇纤维构成的材料,在顺纹方向具有较好的拉压性能,但是在横纹方向上由于木纤维间彼此的牵制作用较弱,导致其力学性能远弱于顺纹方向,在工程设计中一般不考虑木材横纹方向的抗拉强度。为研究木材横纹抗拉力学性能的改善方法,本文设计了42个试件进行受拉试验,其中6个为对照组试件,36个为加固组试件,采用了植入自攻螺钉、碳纤维布包裹、植入顺纹木榫、植入单自攻螺钉加FRP布包裹组合方式4种加固方法。通过对试验现象和试验数据的分析,探讨木构件横纹方向加固方法的可行性,对比分析不同方法的效果和差异,研究各组试件在横纹拉力作用下的失效机制、承载力、刚度、延性等力学性能指标。结果表明,加固后的木构件承载力、刚度、延性得到了明显改善,裂缝被有效地抑制,其横纹抗拉性能得到了显著的提高。同时本文结合4种加固方法的特点,提出了可供工程实践参考的建议。     

木材短柱受压性能研究

木材作为一种天然建筑材料,具有轻质美观、绿色环保等各种优点,然而不同种类木材的力学性能有着显著的差异.为探究不同种类木材的抗压性能,本文共制作了4根松木和杉木短柱进行轴压和偏压试验,并对其破坏模式、荷载-位移曲线、荷载-应变曲线进行分析.试验结果表明所有木材短柱均属于脆性破坏,其中松木构件发生劈裂破坏,而杉木构件发生压...     

明销透榫节点抗弯性能研究

为研究我国西南地区民族木结构中的主要榫卯节点——明销透榫节点的抗弯性能及其影响因数,设计了两个足尺节点进行单调加载试验,获得了其弯矩-转角关系曲线以及失效形态,并运用ABAQUS软件对影响节点抗弯能力的因数进行数值模拟分析.研究结果表明,明销透榫节点的失效主要是由于榫头顺纹受压变形与卯口横纹受压撕裂破坏,柱与枋本身较为完好;穿销透榫节点表现出更好的抗拔榫性能;明销透榫节点的抗弯能力的强弱主要取决于枋的横纹受压变形能力的强弱;摩擦系数和榫头高度的增加均可以显著提升节点屈服弯矩,同时榫头高度的增加使得节点的最大弯矩有较大幅度提升.     

明销透榫节点抗弯性能研究

为研究我国西南地区民族木结构中的主要榫卯节点——明销透榫节点的抗弯性能及其影响因数,设计了两个足尺节点进行单调加载试验,获得了其弯矩-转角关系曲线以及失效形态,并运用ABAQUS软件对影响节点抗弯能力的因数进行数值模拟分析.研究结果表明,明销透榫节点的失效主要是由于榫头顺纹受压变形与卯口横纹受压撕裂破坏,柱与枋本身较为完好;穿销透榫节点表现出更好的抗拔榫性能;明销透榫节点的抗弯能力的强弱主要取决于枋的横纹受压变形能力的强弱;摩擦系数和榫头高度的增加均可以显著提升节点屈服弯矩,同时榫头高度的增加使得节点的最大弯矩有较大幅度提升.     

木材横纹销槽承压强度研究

设计了3种共计290个木材横纹销槽试件,分析了试验方法、判定方法、有效承压高度、试件尺寸及螺栓直径等因素对木材横纹销槽承压强度的影响,并将试验结果与规范计算结果进行对比.结果表明：现行规范中的木材横纹销槽承压强度试验方法和计算方法均存在一定的局限性;基于本文提出的标准试验方法所得到的木材横纹销槽承压强度,木结构螺栓连接横纹屈服承载力计算结果与试验结果比值的平均值为0.92.     

速成墙板偏心受压性能的试验与初步分析

建筑体系的发展,应建立在建材制品超前研制和开发的基础上。当前,墙体材料的改革及实心粘土砖的禁用已经是大势所趋。本文通过对几种不同形式的速成墙板偏心受压试验结果及理论分析,对速成墙板隔孔灌注混凝土时的偏心受压性能进行了探讨。结果表明,速成墙板隔孔灌注混凝土偏心受压破坏形式为失稳破坏,其抗压承载力满足普通多层房屋建筑的承载力要求,理论分析结果与试验结果符合较好。     

自攻螺钉增强胶合木沿胶缝横纹受压承载力试验研究

采用自攻螺钉对胶合木梁侧进行横纹增强,并开展4组(含未增强组)胶合木梁侧横纹承压试验。结果表明,3种增强方式对胶合木梁侧的横纹承压性能均有不同程度提高,单侧通长贯入螺钉组试件最终发生了局部屈曲破坏,而其他组螺钉变形不明显;相比于未增强组试件,单侧通长贯入螺钉、双面贯入螺钉和双侧斜交螺钉组试件的横纹承压荷载分别提高了25.9%、34.5%和44.8%;单侧通长贯入螺钉组试件表现出了最高的等效横纹承压弹性模量,为333.6N/mm²,而其他两种增强方式的等效横纹承压弹性模量略低于未增强组试件。荷载-应变关系表明,自攻螺钉的引入能有效改善承压面下木材应变的分布。采用欧洲标准EN 408与ISO 13910标准获得的横纹承压强度较为接近,而按照《木结构试验方法标准》(GB/T 50329—2012)获得的结果偏于保守;有限元模型总体上能有效预测自攻螺钉增强后的胶合木梁侧横纹承压性能。     

An experimental study on elliptical concrete filled columns under axial compression

This paper presents the experimental results and observation of elliptical concrete filled tube (CFT) columns subjected to axial compressive load. A total of twenty-six elliptical CFT specimens including both stub and slender composite columns are tested to failure to investigate the axial compressive behaviour. Various column lengths, sectional sizes and infill concrete strength are used to quantify the influence of member geometry and constituent material properties on the structural behaviour of elliptical CFT columns. As there is no design guidance currently available in any Code of Practice, this study provides a review of the current design rules for concrete filled circular hollow sections in Eurocode 4 (EC4). New equations based on the Eurocode 4 provisions for concrete filled circular hollow sections were proposed and used to predict the capacities of elliptical CFT columns.     

Plastic buckling of dented steel circular tubes under axial compression: An experimental study

This paper examines the effect of large local imperfections, known as dents, on the plastic buckling capacity of short steel tubes under axial compression. A total of 11 tests on such short columns were carried out. The specimens were indented through a separate process and the ultimate axial capacity was subsequently obtained through compression tests. Dent imperfections with various depths were introduced to different locations on the body of the specimens. Plastic buckling modes as well as the ultimate capacity of the specimens were thoroughly investigated. The adverse effect of such a local damage on the load carrying capacity was quantified for different values and types of imperfections.     

金属薄壁圆柱壳轴压试验研究

对在轴压作用下充液的金属薄壁圆柱壳屈曲前沿柱壳不同高度的轴向和径向应变以及上端液体的内压变化进行了研究,找出了轴向和径向应变的变化规律,试验发现：轴压和内压基本呈线性规律;径向应变变化以中点上下基本对称,轴向应变变化大致呈均匀分布。     

An experimental study of solid timber external wall performance under simulated bushfire attack

With the increasing threat of climate change there is a need to use renewable and green materials such as timber for house constructions. Timber is not generally regarded as a suitable material for the construction of homes in bushfire (or wildland fire) prone areas. However, our understanding of the performance of solid timber wall constructions under bushfire conditions is still limited. The objective of this research was to conduct a pilot experimental study of a solid timber wall system to assess its performance under severe bushfire attack conditions typical in Australia's bush land. Eight log wall specimens with and without various protection coatings were exposed to thermal radiation field produced by a gas-fired radiation panel at the BRL A40 level in accordance with the relevant Australian test standard. The heat flux on the exposed surface and temperatures on both the exposed and unexposed surfaces were measured. Flaming combustion and self-extinguishment were observed on most of the specimens while the external radiant heat varied from 40 kW/m² to 16 kW/m². The charring depth of the log walls was also measured. The performance of the solid timber walls was evaluated against the relevant standard. The experimental work showed that solid log wall assemblies are resistant to severe bushfire threat and timber can be a suitable material for building in bushfire prone areas if sufficiently thick and well sealed.     

FRP土钉主要性能的试验研究

介绍一种新型FRP土钉的主要特点。对FRP筋体抗拉强度和黏结强度及FRP土钉的承载力分别进行室内试验和现场拉拔试验研究,描述并分析其破坏特征。试验表明:FRP筋体抗拉强度高达550MPa,在筋材设计时,可采用修正的混合定律公式进行预测,FRP筋在抗拉强度试验中表现为脆性破坏,树脂基体破碎先于纤维拉断,断裂截面呈参差不齐的毛刷状;FRP筋体与水泥砂浆的黏结强度取决于砂浆体的抗剪强度,黏结应力沿杆长非均匀分布,且FRP筋的最大黏结应力较钢筋更为集中;FRP土钉的变形主要是弹性变形,对于较短的FRP土钉,其承载力大小取决于土钉表面与土体间的抗剪强度,其极限抗拔承载力高于同直径的HRB335钢筋的屈服抗拉强度10%以上,满足工程应用的需要。故FRP土钉可广泛应用于基坑和边坡支护,特别是污染土、盐渍土等腐蚀环境下的土钉支护工程。     

冷弯薄壁型钢开口三肢拼合立柱轴压性能试验研究

对18根冷弯薄壁型钢开口三肢拼合立柱的轴压性能进行了试验研究,试件分为A、B两种截面类型：A类由3根冷弯薄壁C型钢拼合而成;B类由2根冷弯薄壁C型钢和1根U型钢拼合而成。得到了各试件的荷载-位移曲线和破坏特征,并将试验结果与中、美两国相关规范“有效宽度法”和“直接强度法”计算结果进行了初步对比分析。研究结果表明：两类截面长柱（LC）系列立柱的破坏特征分别为弯扭屈曲、弯曲屈曲,而中柱（MC）系列立柱A类截面为畸变屈曲、B类截面为畸变屈曲和弯曲屈曲,短柱（SC）系列立柱均为局部屈曲和畸变屈曲。AISI有效宽度法计算结果对于A、B两类截面LC系列立柱偏于安全;对于SC系列立柱则偏不安全;对于MC系列立柱吻合较好。AISI直接强度法计算结果对于A类截面LC和MC系列立柱偏于安全;对于SC系列立柱则偏不安全;对于B类截面立柱直接强度法计算结果与试验结果相差-16-5%~11-2%。《冷弯薄壁型钢结构技术规范》计算结果与试验结果相比,LC系列立柱偏于安全,而MC和SC系列立柱计算结果与试验结果吻合较好,相差分别为 -8.7%~4.7%和 -7.3%~13.7%。     

高性能混凝土徐变试验研究

高性能混凝土在工程中应用越来越广泛。本文对配筋和未配筋的高性能混凝土徐变进行了深入的试验和理论分析。对12个高性能混凝土试件进行了为期360天的分析研究。提出了高性能混凝土徐变表达式。希望为高性能混凝土长期性能的进一步研究提供一些试验数据和结论。     

CFRP维修加固局部受损木柱的试验研究

木柱在长期使用过程中易发生底端腐朽或局部损伤。共进行13根木柱采用局部顺纹木块替换并用CFRP布包裹的试验研究,取得了较好的维修加固效果。研究结果表明,受损木柱的极限承载力明显降低,降低幅度大于其截面损失幅度,且破坏呈明显的偏心受力特征;局部受损处用完好顺纹木块替换并用CFRP布包裹后,其受压承载力和延性性能可得到完全恢复;但采用横纹木块替换时,其受压承载力不能得到完全恢复。顺纹木块局部替换并用CFRP布包裹维修加固局部受损木柱是行之有效的方法,可用于木结构维修加固的工程实践。     

An experimental study on the environmental performance of the automated blind in summer

Blinds are used widely in numerous buildings to conserve energy and provide for occupants' comfort in the perimeter zone. However, manual or motorized blinds are limited in their ability to reduce energy consumption and to provide comfort because occupants themselves must operate blinds to block direct solar radiation. Thus, the use of automated blinds would more fully exploit the full benefits of blinds.