發(fā)布時間：2020-10-23 10:27

　　 作為一種新型的組合形式,膠合竹-混凝土組合梁(GluBam/bamboo-concrete composite beams,“BCC”)由上部的混凝土板、下部的膠合竹梁(GluBam)和剪力連接件組成。剪力連接件能夠傳遞界面之間的剪力,控制混凝土板和竹梁間的界面滑移;混凝土板,由于剛度大、抗壓強(qiáng)度高,主要受壓;膠合竹梁,由于突出的強(qiáng)度/重量比,主要受拉、受彎。和單一的竹梁相比,膠合竹-混凝土組合梁可以顯著地提高結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度,增大結(jié)構(gòu)的跨度,并可改善結(jié)構(gòu)的隔熱、隔聲性能以及隔振能力。因此,深入研究BCC組合梁的基本力學(xué)性能,將其應(yīng)用于新建建筑及既有建筑的改造中,應(yīng)該具有廣泛前景。本文進(jìn)行了BCC組合梁的推出試驗、足尺抗彎試驗以及有限元模擬,主要研究內(nèi)容如下:首先,對銷連接和復(fù)合式凹槽連接的組合試件進(jìn)行推出試驗。銷連接采用植筋螺桿作為連接件,復(fù)合式凹槽連接采用凹槽長度為200mm的矩形凹槽加內(nèi)置螺桿作為連接件,試驗測得了荷載-滑移曲線、抗剪承載力和抗滑移剛度等基本力學(xué)指標(biāo)。研究結(jié)果表明:對于銷連接件,選用直徑為18mm的螺桿作為連接件較為合理;提高螺桿強(qiáng)度等級對改善剪切滑移性能沒有實(shí)質(zhì)性作用;在組合界面設(shè)置防水層,對膠合竹含水率的影響是短暫的,可以取消;對于復(fù)合式凹槽連接件,增大凹槽長度能顯著提高組合試件的承載能力和抗滑移剛度。其次,設(shè)計并進(jìn)行了BCC組合梁的足尺抗彎試驗。本次試驗共設(shè)計了5根組合梁,選用雙排鋼板網(wǎng)、25根螺桿、不同凹槽長度的復(fù)合式凹槽連接件,試驗得到了荷載-跨中撓度曲線、荷載-端部滑移曲線、應(yīng)變分布曲線和組合效應(yīng)退化曲線。試驗結(jié)果表明:SM、SC系列組合梁表現(xiàn)出脆性破壞,NC、PNC系列組合梁有明顯的強(qiáng)度恢復(fù)現(xiàn)象;適當(dāng)增加連接件的數(shù)目和優(yōu)化布置間距能明顯地提高組合梁的整體性能;對于復(fù)合式凹槽連接件,擴(kuò)大矩形凹槽長度能顯著提高組合梁的整體剛度和承載力;混凝土的抗拉、抗剪性能,膠合竹梁的指接頭位置、強(qiáng)度等級,層間結(jié)合力等都是影響組合梁組合性能不可忽略的因素。最后,對9根組合梁進(jìn)行有限元模擬。通過對混凝土板、膠合竹梁和連接件進(jìn)行了三維實(shí)體建模,相對較好地模擬了界面特性,得到了荷載-跨中撓度線彈性曲線,有限元分析結(jié)果和試驗結(jié)果大致相同,二者吻合程度較好。
【學(xué)位單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TU398.9
【部分圖文】：

施工過程中所帶來的環(huán)境影響。為了應(yīng)對這一挑戰(zhàn)，我國大力推廣以竹木結(jié)構(gòu)為代表的綠色建筑，以及發(fā)展裝配式建筑[1]。許多學(xué)者、專家開始對以膠合木作為主要工程材料的現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)建筑進(jìn)行了一系列研究；同時，近年來國家頒布了《促進(jìn)綠色建材生產(chǎn)和應(yīng)用行動方案》，各省、市相繼出臺文件，大力推行使用綠色建材并建設(shè)綠色建筑，積極、穩(wěn)步、健康的發(fā)展木竹建筑和裝配式建筑。目前，我國的結(jié)構(gòu)用木材資源還很有限[2]，但我國擁有世界上最豐富竹材資源，將竹材用作結(jié)構(gòu)材料，實(shí)現(xiàn)“以竹代木”，應(yīng)該是具有中國特色的綠色建筑發(fā)展之路[3~6]。采用原竹作為建筑材料來使用在我國及其他國家已有很長的歷史，主要是將竹子作為受力構(gòu)件用于房屋建筑，如圖 1.1、圖 1.2 所示。但是，原竹結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)力學(xué)性能較為復(fù)雜，結(jié)構(gòu)可靠度偏低，且材料的幾何尺寸不規(guī)則，無法實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，這將極大地影響建筑結(jié)構(gòu)的安全性[7~10]。因此，肖巖教授提出了一種新型結(jié)構(gòu)用材料-格魯斑（GluBam），克服了原竹作為結(jié)構(gòu)材料在建筑結(jié)構(gòu)使用中的許多不足，形成了基于現(xiàn)代工程力學(xué)、材料科學(xué)、結(jié)構(gòu)設(shè)計和試驗科學(xué)等的新型環(huán)保的現(xiàn)代竹結(jié)構(gòu)，有助于在充分利用竹材資源的前提下，大力推動現(xiàn)代竹結(jié)構(gòu)的發(fā)展，形成一套具有特色的建筑結(jié)構(gòu)體系[11~14]。

施工過程中所帶來的環(huán)境影響。為了應(yīng)對這一挑戰(zhàn)，我國大力推廣以竹木結(jié)構(gòu)為代表的綠色建筑，以及發(fā)展裝配式建筑[1]。許多學(xué)者、專家開始對以膠合木作為主要工程材料的現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)建筑進(jìn)行了一系列研究；同時，近年來國家頒布了《促進(jìn)綠色建材生產(chǎn)和應(yīng)用行動方案》，各省、市相繼出臺文件，大力推行使用綠色建材并建設(shè)綠色建筑，積極、穩(wěn)步、健康的發(fā)展木竹建筑和裝配式建筑。目前，我國的結(jié)構(gòu)用木材資源還很有限[2]，但我國擁有世界上最豐富竹材資源，將竹材用作結(jié)構(gòu)材料，實(shí)現(xiàn)“以竹代木”，應(yīng)該是具有中國特色的綠色建筑發(fā)展之路[3~6]。采用原竹作為建筑材料來使用在我國及其他國家已有很長的歷史，主要是將竹子作為受力構(gòu)件用于房屋建筑，如圖 1.1、圖 1.2 所示。但是，原竹結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)力學(xué)性能較為復(fù)雜，結(jié)構(gòu)可靠度偏低，且材料的幾何尺寸不規(guī)則，無法實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，這將極大地影響建筑結(jié)構(gòu)的安全性[7~10]。因此，肖巖教授提出了一種新型結(jié)構(gòu)用材料-格魯斑（GluBam），克服了原竹作為結(jié)構(gòu)材料在建筑結(jié)構(gòu)使用中的許多不足，形成了基于現(xiàn)代工程力學(xué)、材料科學(xué)、結(jié)構(gòu)設(shè)計和試驗科學(xué)等的新型環(huán)保的現(xiàn)代竹結(jié)構(gòu)，有助于在充分利用竹材資源的前提下，大力推動現(xiàn)代竹結(jié)構(gòu)的發(fā)展，形成一套具有特色的建筑結(jié)構(gòu)體系[11~14]。

b) 北街小學(xué) 竹結(jié)構(gòu)安置教室圖 1.3 快裝式現(xiàn)代竹結(jié)構(gòu)活動房（2）現(xiàn)代竹結(jié)構(gòu)單體住宅。竹結(jié)構(gòu)別墅的建筑技術(shù)和使用性能與北美的現(xiàn)木結(jié)構(gòu)別墅類似，以平臺化和模塊化施工，建造速度快，施工就像搭積木，整工程在周期短，人員少。2008 年，湖南大學(xué)現(xiàn)代竹結(jié)構(gòu)別墅建造完成，期間，2014 年對竹別墅進(jìn)行了平移搬遷，如圖 1.4b）所示，現(xiàn)已運(yùn)行使用近 10 年，部造型及內(nèi)部使用情況依舊良好，如圖 1.4c）所示。
【參考文獻(xiàn)】

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2 單波;梁龍輝;肖巖;張偉亮;;膠合竹-混凝土復(fù)合式凹槽連接性能的試驗研究[J];工業(yè)建筑;2015年04期

3 肖巖;李佳;;現(xiàn)代竹結(jié)構(gòu)的研究現(xiàn)狀和展望[J];工業(yè)建筑;2015年04期

4 魏洋;吳剛;李國芬;張齊生;蔣身學(xué);;新型FRP-竹-混凝土組合梁的力學(xué)行為[J];中南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2014年12期

5 程東輝;杜園元;王麗;葉旭;盧宇亭;;木-混凝土連接性能試驗研究[J];沈陽建筑大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2014年04期

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7 閆懷東;胡夏閩;蘭旭燾;;木-混凝土組合梁螺釘連接件推出試驗研究[J];特種結(jié)構(gòu);2013年04期

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9 馮明智;趙瑞龍;高黎;張雙保;;結(jié)構(gòu)用竹膠合板的應(yīng)用現(xiàn)狀及展望[J];木材加工機(jī)械;2012年02期

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1 楊瑞珍;Glubam材料的性能研究與應(yīng)用[D];湖南大學(xué);2013年

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2 唐卓;膠合竹工字梁的試驗研究[D];湖南大學(xué);2017年

3 梁龍輝;膠合竹—混凝土組合梁組合性能試驗研究[D];湖南大學(xué);2016年

4 宦亞鵬;GluBam膠合竹工字梁力學(xué)性能的研究[D];湖南大學(xué);2016年

5 張命鵬;GluBam植筋抗拔性能試驗研究[D];湖南大學(xué);2015年

6 高宛成;冷彎薄壁型鋼竹膠合板組合墻體抗震性能研究[D];湖南大學(xué);2014年

7 張偉亮;膠合竹GluBam-混凝土組合梁組合方式及基本性能的試驗研究[D];湖南大學(xué);2013年

本文編號：2852913