工程木-混凝土組合梁受力性能分析與試驗研究.pdf

1、MechanicalBehaviorAnalysisandExperimentalStudyonEngineeredTimberConcreteCompositeBeambyCHENW色iAthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringSupervisorProfessorHEGuojingCentralSout

2、hUniversityofForestryandTechnology498ShaoshanSouthRoad，TianxinDistrictChangshaHunan410004，PRCHINAMay2016摘要工程木混凝土組合結(jié)構(gòu)是一種新型組合結(jié)構(gòu)。采用合適的剪力連接方式使木與混凝土共同工作，木梁受拉，混凝土板受壓，充分發(fā)揮兩種材料優(yōu)越的受力性能。木混凝土組合結(jié)構(gòu)源于上世紀40年代鋼材的短缺，曾在歐洲普遍應(yīng)用于既有結(jié)構(gòu)的翻新、加固。到

3、上世紀末，歐洲、美洲、澳洲、日本等國將木混凝土組合結(jié)構(gòu)用于新建結(jié)構(gòu)，包括房屋、橋梁建設(shè)等土木工程領(lǐng)域。有關(guān)木混凝土組合結(jié)構(gòu)的研究主要集中于連接件的抗剪剛度、抗剪承載力等相關(guān)方面。我國由于上世紀木材的匱乏，木一混凝土組合結(jié)構(gòu)的研究幾近空白。本世紀初葉，現(xiàn)代木一混凝土組合結(jié)構(gòu)己運用于大跨、重型結(jié)構(gòu)，但是結(jié)構(gòu)的整體受力性能，尤其是設(shè)計與應(yīng)用的基礎(chǔ)理論研究尚不完善。本論文首先研究木混凝土組合結(jié)構(gòu)的剛性連接件——角鋼的受力性能，進行相應(yīng)的有限元數(shù)

4、值模擬及推出試驗，獲得角鋼抗剪承載能力和抗剪剛度。其次，設(shè)計了3根不同角鋼連接件布置方式的簡支木混凝土組合梁，建立三維有限元數(shù)值分析模型，對各種材料選取合適的非線性本構(gòu)關(guān)系，進行相應(yīng)的非線性有限元數(shù)值計算。同時，對不同角鋼連接件布置方式的組合梁進行了模型試驗，測試典型斷面的應(yīng)變、撓度、滑移等相關(guān)參數(shù)。進一步基于組合結(jié)構(gòu)的線彈性理論進行木混凝土組合結(jié)構(gòu)的理論分析。最后得到如下主要結(jié)論：1本論文研究的角鋼連接件可作為一種剛性連接件應(yīng)用于木混

5、凝土組合梁中，重點探究了角鋼嵌入深度對其受力性能的影響，不同參數(shù)的角鋼連接件應(yīng)具有一個最為合理的布置方式。2為探究角鋼推出件和木混凝土組合梁的受力性能，分別進行了數(shù)值模擬、模型試驗和理論推導，發(fā)現(xiàn)三者在彈性階段吻合較好。3木混凝土組合梁的抗剪連接度對其受力性能有較大影響，抗剪連接度越大，組合粱受力性能越好?；诒疚牡臄?shù)值計算、試驗研究和理論分析，角鋼連接件是一種合理的剛性剪力連接件，改進后可更好地應(yīng)用于木混凝土組合結(jié)構(gòu)的實際工程。關(guān)鍵詞