改性速生杨木抗压性能试验研究

速生杨木在中国种植范围广,但由于力学性能差、变形大等缺点,其应用受到很大限制,迫切需要对速生杨木进行改性处理。主要考虑不同板材厚度（5、10、15、20 mm）和不同纹理（径向、弦向）两个因素对改性速生杨木进行力学性能试验研究。试验表明：随着板材厚度的减小,试件破坏由单个斜截面破坏至连续斜截面破坏,再到水平压皱破坏,最后出现双曲破坏和单板弯曲破坏。不同板材厚度改性试件抗压试验中,与对比试件相比,改性试件的力学性能有较大提高,且随着板材厚度的减小,试件的抗压强度、峰值压应变、弹性模量等均显著增大。不同纹理组合改性试件抗压试验中,弦向与弦向纹理组合试件力学性能最优,其次为径向与径向纹理组合试件,最低为弦向与径向纹理组合试件。同时,在顺纹加顺纹的纹理组合方式下,与对比试件相比改性试件的抗压强度、峰值压应变、弹性模量等均有提高显著;在顺纹加横纹的纹理组合方式下,改性试件的抗压强度和弹性模量反而有所降低。     

圆竹的力学性能及影响因素研究

为了获得圆竹的主要力学性能及其影响因素,完成了6组共计51个试件的试验研究,获得了圆竹的抗压强度、环刚度以及抗弯强度等力学性能,研究了含水率、竹节和取材单元对上述力学性能的影响.结果表明:竹材顺纹抗压强度分别为弦向横纹和径向横纹抗压强度的2.7倍和4.0倍;竹节的紧箍作用有效提高了圆竹的环刚度,节部材较节间材提高90%;竹节对竹材的抗压强度具有一定的提高作用,节部材较节间材提高6.3%;含水率对圆竹抗压强度和抗弯强度有较大影响,但其影响趋势不同.圆竹的抗压强度随竹材含水率降低而增加,含水率降低40%时抗压强度提高约20%,而其抗弯强度随竹材含水率的降低而降低,在挠度相同的前提下,抗弯强度下降约20%.     

竹楠木顺纹力学性能试验研究

目的分析比较几种胶合木材料,研究竹楠木拉、抗压基本力学性能,给出基于木材强度设计值的计算方法为基础的竹楠木拉压强度设计值建议值.方法按照《木材物理力学性能试验方法》和《木材无疵小试样的试验方法》对竹楠木材顺纹抗拉和抗压进行试验研究,测得竹楠木顺纹抗拉、抗压强度.结果试验结果表明竹楠木抗压经历了弹性、弹塑性和破坏3个阶段,发生塑性破坏;抗拉经历了较长的弹性阶段后发生脆性破坏.试验得到竹楠木顺纹抗拉强度可达98.1 MPa,顺纹抗压强度可达73.3 MPa.结论竹楠木顺纹强度具有离散性,抗拉强度的离散性要高于其抗压强度.竹楠木胶合竹材能够满足建筑结构对材料抗拉压力学性能的要求,试验结果对竹楠木的合理利用和深入研究提供理论依据.     

钢板增强胶合木梁的抗弯性能

为了改善普通胶合木梁的受力性能,提出了在其底部粘贴钢板或增设螺钉的增强方式,从而形成钢板增强胶合木梁。进行了21根梁的抗弯试验,分析了钢板厚度、是否设置螺钉对梁破坏形态、承载力和变形能力的影响,并与普通胶合木梁进行对比。结果表明:粘贴2、3和4mm厚钢板增强后,梁承载力分别提高了73.3%、90.0%和71.0%,随着钢板厚度的增加,承载力先增大后减小;粘贴同厚度钢板并设置螺钉后,梁承载力分别提高了76.4%、96.9%和148.6%,随着钢板厚度的增加,承载力增大,螺钉的增强效果在钢板较厚时表现明显。钢板增强后,梁的极限变形比普通胶合木梁提高了6.2%~61.1%,钢板厚度和是否设置螺钉对梁变形能力的影响与其对承载力的影响类似。在验证了钢板增强胶合木梁基本符合平截面假定后,提出了此类构件的受弯承载力计算公式,并与试验结果进行对比,结果表明,理论值与试验值的平均误差不大于10%。     

碳纤维增强速生杨胶合木梁的受弯性能

为研究碳纤维增强速生杨胶合木梁的受弯性能,考虑不同配纤率和配纤位置等因素的影响,进行梁的四点弯曲静力荷载试验,推导出梁的极限弯矩理论计算公式。研究表明：相比纯胶合木梁,碳纤维增强胶合木梁的裂缝减少、裂缝宽度减小。增强后梁的弹性模量提高了28.02%~57.93%;极限荷载提高了16.47%~50.72%;初始抗弯刚度提高了11.58%~23.37%。在受拉区配置碳纤维能提高试件的极限承载力和初始抗弯刚度,相比仅在受拉区配置碳纤维,在受拉区和受压区均配置碳纤维布时,试件的承载力反而减小,但破坏时的挠度降低。试件受拉区配纤率宜介于0.060 6%~1.031 1%之间,能充分利用木材的塑性抗压性能。利用推导的受弯计算公式计算得到的试件极限弯矩值与试验值吻合较好,计算结果能较好地预测此类试件受弯时的极限弯矩。     

正交胶合木环型耗能节点设计与抗剪试验研究

连接节点对正交胶合木墙体抗侧力机制的发挥、延性及耗能起着至关重要的作用。本文提出一种由U型阻尼器拼装而成的环形节点,连接正交胶合木墙体与基础钢梁,使墙体的损伤集中于耗能元件,实现地震作用下耗散能量,保护正交胶合木墙体,同时,实现承载力可预测且损坏后可更换。通过低周往复抗剪试验,研究了7个不同形状及厚度的环形耗能节点的受剪性能,并对其滞回曲线、破坏特征、承载力、刚度退化及耗能能力等进行研究,对比不同收腰程度与钢板厚度对抗剪性能的影响;结合Eurocode 5等标准理论,计算正交胶合木锚固端钢板螺钉连接的抗剪承载力,推导环形耗能节点的主要力学性能指标计算公式;并基于有限元Abaqus软件,开展耗能节点往复受剪数值模拟。结果表明：以试验研究为基础,提出的正交胶合木锚固端抗剪承载力计算公式、环形Q235阻尼器力学指标计算公式及开展的有限元分析,为正交胶合木耗能节点设计提供依据;除厚度为8 mm、收腰宽度为86 mm的试件以外,其余节点试件实现了对木材的损伤集中到耗能元件上;所建立的环形阻尼器的力学性能指标计算公式,可以较为准确地预测节点的屈服力、初始刚度与屈服位移;有限元模型可以较好地模拟耗能节点的抗剪行为;通过分析给出了厚度为8 mm、收腰宽度为55 mm的试件为抗剪方向承载力及耗能能力两方面最佳的耗能连接。研究成果为正交胶合木结构在抗震区工程中的应用提供技术支撑。     

竹板增强胶合木梁受弯性能

对21根竹板增强胶合木梁的抗弯性能进行了研究,对比分析了竹板层数和厚度影响下木梁破坏形态、极限荷载和跨中挠度等参数。试验结果表明,与纯胶合木梁相比,底部粘贴1~3层胶合竹板梁的破坏荷载提高了16.8%~45.9%,随着竹板层数的增加,梁变形能力增强,但层间错动明显,致使梁的承载力不升反降;竹板总厚度不变,每层竹板厚度的减小对竹板增强胶合木梁的破坏形态无明显影响,整体变形明显,延性提高;竹板增强胶合木梁跨中截面应变符合平截面假定,破坏时梁顶达到抗压强度且有一定塑性高度,梁底达到极限拉应变。提出了竹板增强胶合木梁抗弯承载力计算公式,验证了公式的合理性,并给出了竹板最佳厚度比。     

基于大尺度重组竹试件各向轴压力学性能研究

对大尺度重组竹试件进行了3个方向轴心受压试验研究与分析,探讨了其破坏机理及所测参量之间的相互关系.竹重组材的受压破坏属于延性破坏,沿3个方向的破坏过程均经历弹性阶段、弹塑性阶段、塑性阶段和破坏阶段;但破坏阶段有所区别.试件各向受压的最终破坏形态较接近,均出现沿对角线方向的主裂缝.顺纹方向的实测抗压强度、弹性模量和泊松比值最大,离散性较大;横纹方向Ⅰ的抗压强度稍大于横纹方向Ⅱ的抗压强度,但其弹性模量和泊松比均比横纹方向Ⅱ对应的值要小.基于试验结果,给出了各个方向抗压强度、弹性模量和泊松比相互之间对应的关系.     

钢板–纤维增强混凝土组合双连梁抗震性能试验研究

为改善小跨高比钢筋混凝土连梁的抗震性能,考虑基体材料与钢板的影响,提出新型钢板–纤维增强混凝土组合双连梁,并对普通混凝土双连梁、内置钢板–混凝土组合双连梁和钢板–纤维增强混凝土组合双连梁试件进行了低周反复加载试验,对双连梁的破坏过程、破坏形态、承载能力、变形能力和耗能能力等进行研究。结果表明:除了普通混凝土双连梁试件发生剪切破坏之外,内置钢板–混凝土组合双连梁试件发生弯剪破坏,钢板–纤维增强混凝土组合双连梁试件发生延性较好的弯曲破坏。加入钢板后的钢板–混凝土双连梁试件在峰值点处的承载力相对普通混凝土双连梁提高将近1.56倍,与钢板–纤维增强混凝土组合双连梁试件峰值点处承载力相差不大,表明钢板的内置可以改善双连梁开缝引起的内力损伤,纤维的加入对组合双连梁承载力提高影响不大。在破坏点处,钢板–纤维增强混凝土组合双连梁试件的累积耗能分别是普通混凝土双连梁、内置钢板–混凝土组合双连梁试件的5.26和2.20倍,表现出较好的承载能力、变形能力和耗能能力。直到试件到达最终破坏时,钢板–纤维增强混凝土组合双连梁表面混凝土仍然保持完整,减小甚至避免了混凝土开裂破坏,减少了震后修复费用,为组合双连梁的实际应用提供一定的理论基础。     

钢板-纤维增强混凝土组合双连梁抗震性能试验研究

为改善小跨高比钢筋混凝土连梁的抗震性能,考虑基体材料与钢板的影响。本文提出新型钢板-纤维增强混凝土组合双连梁,并对普通混凝土双连梁、内置钢板-混凝土组合双连梁和钢板-纤维增强混凝土组合双连梁试件进行了低周反复加载试验,对双连梁的破坏过程、破坏形态、承载能力、变形能力和耗能能力等进行研究。结果表明：除了普通混凝土双连梁试件发生剪切破坏之外,内置钢板-混凝土组合双连梁试件发生弯剪破坏,钢板-纤维增强混凝土组合双连梁试件发生延性较好的弯曲破坏;加入钢板后的钢板-组合双连梁试件在峰值点处的承载力相对普通混凝土双连梁提高将近1.56倍,与钢板-纤维增强混凝土试件峰值点处承载力相差不大,表明钢板的内置可以改善双连梁开缝引起的内力损伤,纤维的加入对组合双连梁承载力提高影响不大。在破坏点处,钢板-纤维增强混凝土组合双连梁试件的累积耗能分别是普通混凝土双连梁、内置钢板-混凝土组合双连梁试件的5.26和2.2倍,表现出较好的承载能力、变形能力和耗能能力。直到试件到达最终破坏时,钢板-纤维增强混凝土组合双连梁表面混凝土仍然保持完整,从而可以达到减小甚至避免了混凝土开裂破坏,减少震后修复费用,为组合双连梁的实际应用提供一定的理论基础。     

T形截面钢-混凝土组合异形柱抗震性能试验研究

为研究T形截面钢-混凝土组合异形柱的抗震性能,对4根不同配钢形式和轴压比试件进行低周反复荷载试验.基于实测的滞回曲线和破坏形态,分析配钢形式、轴压比对滞回特性、骨架曲线、延性、刚度退化和耗能性能的影响.研究表明:试件均发生弯曲破坏;配钢形式为T形钢+方钢管试件较实腹式试件除承载力略低外其他抗震性能指标均较好;轴压比较大时,试件承载能力提高,达到极限承载力后刚度退化较快,延性降低;型钢的加入使钢-混凝土组合异形柱的承载能力、变形能力及延性明显提高.     

预应力压型钢板与混凝土组合板抗弯性能全过程分析

目的 研究在弯矩作用下预应力压型钢板与混凝土组合板的力学性能和全过程曲线.方法 采用分级加变形的方法模拟组合构件的荷载-变形关系,分析混凝土强度、钢板厚度和初始预拉力对组合板力学性能的影响.结果 确定预应力压型钢板与混凝土组合楼板的非线性分析程序,荷载-变形曲线可以分为弹性、弹塑性和塑性3个阶段,混凝土强度、钢板厚度对组合板关系曲线在荷载作用初期影响较小,初始预拉力对板荷载-变形关系曲线在荷载作用初、末期的影响较大.结论 预应力的施加能有效提高构件的抗裂度和承载力,减小结构变形.     

钢-聚甲醛混杂纤维超高性能混凝土力学性能试验

为研究钢-聚甲醛混杂纤维超高性能混凝土的力学性能,以纤维掺量(0%、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%)和长径比(60、80、120)为设计参数,实施17组不同配合比立方体试件的流动度试验与抗压试验,观察试件的破坏形态,获取试件的最优配合比。探讨了不同设计参数对试件的流动度、抗压强度等力学性能指标的影响。试验结果表明：掺纤维试件的破坏模式显示出更强的韧性与延性,主要体现在抑制微裂纹形成的方面,纤维横向约束效果显著;相比于未掺纤维的基准组,掺入混杂纤维后的试件的流动度降低,抗压能力提升;混杂纤维掺量对试件的力学性能影响显著,较单一纤维掺入流动度表现更佳,其中聚甲醛纤维对超高性能混凝土的抗压强度提升有限,而随着钢纤维掺量增加,抗压强度增大;长径比对试件的力学性能影响显著,聚甲醛纤维直径对试件流动度影响较大,抗压强度随混杂纤维长径比的增加而增大;钢-聚甲醛混杂纤维超高性能混凝土通过控制混杂纤维长径比,能够同时获得较好的延性和抗压能力。     

轴压下GFRP管-混凝土-钢管组合柱的尺寸效应

为了研究尺寸效应对GFRP管-混凝土-钢管组合柱力学性能的影响,在满足几何相似性的条件下,利用静力加载的方法对具有不同试件尺寸、不同混凝土强度等级的8根试件的轴压力学性能进行了试验研究.对8根组合柱试件的试验破坏现象、荷载-应变曲线、极限承载力以及应力值变化进行相应的分析比较,结果表明,随着试件尺寸的增大,试件抵抗变形能力减弱且尺寸效应明显,而增加GFRP管壁厚可以提高试件承载力、增强试件力学性能、减少尺寸效应的影响.     

无机胶叠合木梁性能的试验研究

由于能源危机和国家和社会可持续发展的要求,有节能环保等特点的现代木结构建筑迅速发展.基于氯化镁无机胶价格低,耐高温等特点,将其应用到木结构建筑中.开展了6个木材胶缝顺纹和横纹的抗剪强度试验,研究了木结构中氯化镁无机胶的胶合能力,并进行了相同条件下普通木梁和无机胶叠合木梁抗弯性能的对比试验研究,得到了试件受弯状态下的破坏形态和机理.结果表明：木材胶缝顺纹剪切强度约为木材胶缝横纹剪切强度的5.1倍;无机胶叠合木梁受弯破坏呈脆性特征;结构胶对叠合木梁的各部分协同工作起关键作用.     

不同软化处理方法对竹材质量的影响

重组竹加工工艺软化处理致关重要.本试验选择四川省绵竹地区生产的2~3龄楠竹、斑竹、水竹、白夹竹和苦竹5竹材,经过15%NaOH,15%KOH,40%尿素,25%氨水浸泡和水煮软化处理,测其软化前和软化后竹材横纹和顺纹抗压强度.结果是常用的热水煮、尿素和氨水等软化效果不如NaOH溶液或KOH溶液软化效果好.原因是由于强碱溶液可以溶解和破坏竹材内部很多物质而降低竹材的产品质量[1].氨水软化处理白夹竹顺纹抗压力质耗大,楠竹和水竹横纹抗压力质耗大;尿素软化处理白夹竹和水竹顺纹抗压力质耗大,楠竹、斑竹和苦竹横纹抗压力质耗大;NaOH和KOH溶液软化处理顺纹抗压力质耗都大,楠竹和水竹横纹抗压力质耗大;水煮白夹竹、水竹和斑竹顺纹抗压力质耗大,楠竹和水竹横纹抗压力质耗大.     

加速腐朽环境下木构件的强度退化时变模型

通过加速腐朽试验探讨腐朽木构件力学性能的退化规律。设计制作6组,每组10个大尺寸油松木构件试样,进行了为期6个月的加速腐朽试验,并分别测试了加速腐朽1,2,3直至6个月的木构件的抗弯强度、顺纹抗压强度及弹性模量等力学性能,确定了在加速腐朽环境下木构件的强度退化模型。     

十字形截面钢混凝土组合异形柱的抗震性能

为研究十字形截面钢混凝土组合异形柱的抗震性能,对5个不同轴压比、配钢形式的试件进行低周反复加载试验。研究了滞回曲线、骨架曲线、延性性能、刚度退化、耗能性能等抗震性能,对比分析了轴压比和配钢形式对抗震性能的影响。结果表明,轴压比较大的试件具有更高的承载能力,但延性降低、刚度退化速率加快;与普通钢筋混凝土异形柱相比,在异形柱内配置型钢可改善滞回性能、增强刚度、延性性能、承载能力和耗能性能,减轻破坏程度,从而提高抗震性能。配钢形式为T形钢加方钢管的试件除刚度退化外,其他性能均优于实腹型配钢试件。     

徽州传统建筑木构件力学参数实验研究

徽州传统建筑多以木构件作为承重体系,木构件力学参数实验可以真实的反映木构件的力学性能,本文运用理论分析与实验相结合的研究方法,进行了传统建筑木构件顺纹抗压强度等力学参数的试验,给出了具体实验程序并进行了相关分析,研究成果可为徽州传统建筑的加固修复提供设计依据.     

沥青混合料组合结构车辙变形及力学特性研究

为研究组合结构试件的高温变形特性,分别采用2种沥青混合料制备总厚度相同、不同厚度组合的车辙板和圆柱形试件,进行车辙试验和单轴重复加载永久变形试验,分析组合试件的车辙变形行为和力学特性,讨论力学参数与车辙动稳定度和车辙变形的关系,并针对组合结构进行数值模拟分析,分析不同结构组合试件在荷载下的变形行为差异.研究结果表明,不同厚度组合的试件重复荷载变形特性存在较大的差异,在相同荷载次数下S(4/6)变形最小,即具有最好的抗永久变形性能,力学参数εp/Fn可以反映组合结构试件的高温变形性能.不同组合结构的最大剪应力及其出现的位置不同,S(4/6)试件的最大剪应力最小而且分布于高温性能较好的上面层,其抗永久变形能力最好.