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热轧H型钢—落叶松木组合梁受弯性能研究

贺洁为  
【摘要】:装配式热轧H型钢-落叶松木组合结构是继钢结构、木结构后出现的一种新型组合结构,就是把“钢”和“木”通过高强度大六角头螺栓以及环氧树脂胶结合起来,构成框架式建筑物的组成构件。该组合梁主要通过热轧H型钢作为建筑物的总体承重框架,而木材起到一种近似于混凝土的作用,固定在型钢的上下翼缘表面,一方面可以防止钢材与空气过多接触而生锈,另一方面也可以起到共同承重的作用,同时还可以发挥出木材作为节能型材料的特性,符合当今时代的绿色环保要求。近年来,国内外学者对于单独的钢结构建筑或者木结构建筑已进行了多方面的研究,并取得了不俗的科研成果,但是对于钢木组合结构的研究相对而言还较为匮乏,更多的研究与应用还是针对木结构为主,钢结构作为连接方式的一些独立构件。本论文由国家自然基金“国产速生树种落叶松胶合木梁疲劳性能研究”(51578544)。本文研究的对象是以热轧H型钢为主要受力骨架,落叶松木板外包上下翼缘的组合梁构件,主要内容如下:(1)设计并制作了八根钢木组合梁和两根胶合木梁,在保证跨长相同的情况下,通过控制变量法以相同的加载方式对于十根梁进行加压试验,并测试了组合梁不同位置处的挠度和应变值。(2)对比分析了胶合木梁、钢木组合梁的受弯力学性能。通过试验可知,钢-木组合梁的极限承载力远远大于胶合木梁,而跨中位置处的挠度值比胶合木梁挠度值小;试验研究过程中,本文考虑了三个变量对组合梁力学性能的影响,即:木板宽度、型钢截面尺寸以及连接方式,其中型钢截面尺寸是主要影响组合梁受弯承载力、跨中挠度以及应变的主要因素,截面尺寸越大,组合梁极限承载力越大,跨中挠度越小,应变值越小,而木板宽度与连接方式对于组合梁的影响并不明显。(3)通过对六根钢-木组合梁的型钢翼缘与木板的接触面位置建立测点,测试了型钢与木板之间的滑移应变,研究分析了考虑滑移情况下组合梁的弹塑性力学性能。基于数据分析与计算,采用刚度换算法,研究认为滑移应变越小,截面刚度折减系数越大,屈服弯矩越小,组合梁截面的屈服弯矩与界面滑移应变有关。


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