【摘要】：相較于鋼筋和混凝土,木材是一種具有密度小、強(qiáng)度高、彈性好、紋理美觀和易于加工等優(yōu)點(diǎn)的綠色環(huán)�？稍偕牧�,在諸多領(lǐng)域中被廣泛使用。在力學(xué)性能方面,木材具有較高的抗拉、抗彎和抗壓強(qiáng)度,并且在抗彎和抗壓時(shí)表現(xiàn)出良好的塑性�！抖喔邔幽窘Y(jié)構(gòu)建筑技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》為我國木結(jié)構(gòu)向高空提供了有力支撐,擴(kuò)大了木結(jié)構(gòu)在人多地少的中國的應(yīng)用市場。據(jù)統(tǒng)計(jì)資料顯示,近年來我國建筑火災(zāi)的發(fā)生呈增多的態(tài)勢,火災(zāi)具有極大的危害性,造成大量的財(cái)產(chǎn)損失和人員傷亡。CLT板材作為多高層木結(jié)構(gòu)主流結(jié)構(gòu)材料之一,面臨著嚴(yán)峻的抗火問題。部分國外學(xué)者已展開了對CLT板材抗火性能的理論和試驗(yàn)研究,但國內(nèi)對這部分的研究尚處于空白階段,且沒有針對CLT板材的防火設(shè)計(jì)方法和規(guī)范。鑒于上述情況,開展對國產(chǎn)CLT板材的抗火性能研究具有重要的意義。本文以三層和五層CLT板材為研究對象,開展基于ISO834標(biāo)準(zhǔn)升溫曲線的耐火極限試驗(yàn)研究和基于ABAQUS平臺(tái)的火災(zāi)環(huán)境下熱-力耦合分析,主要研究內(nèi)容分為以下幾個(gè)部分:(1)總結(jié)國外學(xué)者關(guān)于CLT板材抗火的研究成果,包括炭化機(jī)理、炭化速度、耐火極限等。(2)以有限元軟件ABAQUS作為計(jì)算工具,使用溫度場-結(jié)構(gòu)場順序耦合分析方法對既有CLT耐火極限試驗(yàn)進(jìn)行模擬分析,采用膠黏單元模擬CLT板材中的膠黏劑,通過對比試驗(yàn)結(jié)果與有限元計(jì)算結(jié)果驗(yàn)證基于膠黏單元建模方法的有效性。(3)以三層和五層CLT板為試驗(yàn)對象,分別進(jìn)行了CLT板的極限承載能力試驗(yàn)和不同持荷水平下的耐火極限試驗(yàn)。結(jié)果表明在較低持荷水平下,三層CLT板表現(xiàn)出良好的延性,耐火極限長,高持荷水平的三層CLT板耐火極限下降明顯。五層CLT板持荷水平對耐火極限的影響相對較小。降低試件持荷水平和增加層板數(shù)量可以有效提高CLT板材的耐火極限。(4)以CLT板材為考察對象進(jìn)行有限元模擬,分析常溫條件下結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布和響應(yīng),研究高溫條件下考慮層板脫落影響的截面溫度分布、結(jié)構(gòu)響應(yīng)和內(nèi)力變化情況。結(jié)果表明考慮層板脫落影響的有限元計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)值吻合較好。(5)結(jié)合國內(nèi)外木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范,針對作為水平抗彎構(gòu)件的CLT板材的抗火設(shè)計(jì)提出建議,采用“折減截面法”和不考慮橫紋層對承載能力貢獻(xiàn)的“簡化計(jì)算方法”計(jì)算得出適用于CLT板材的零強(qiáng)度層厚度取值,獲得火災(zāi)條件下CLT板材耐火極限計(jì)算方法。
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TU366.3;TU352.5

【參考文獻(xiàn)】

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1 尹婷婷;;CLT板及CLT木結(jié)構(gòu)體系的研究[J];建筑施工;2015年06期

2 王志強(qiáng);付紅梅;戴驍漢;那斌;盧曉寧;;不同樹種木材復(fù)合交錯(cuò)層壓膠合木的力學(xué)性能[J];中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào);2014年12期

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本文編號(hào)：2734281