竹集成材單向偏壓構件力學性能分析與試驗研究.pdf

1、竹集成材是由原竹經工業(yè)化加工而成，在物理性能上優(yōu)越于傳統(tǒng)木材、綠色環(huán)保方面優(yōu)于混凝土、砌體等傳統(tǒng)建筑材料的一種具有發(fā)展?jié)摿Φ男滦徒ㄖ牧?。目前，對于竹集成材的研究仍不夠成熟，多數研究主要針對材料的基本力學性能和構件軸心受壓性能、抗彎性能等，對于竹集成材柱偏心受壓性能的研究幾乎沒有。在實際結構工程中，極少有理想的軸心受壓構件，即使是按軸心受壓設計的構件，也會因偶然的橫向荷載、支座條件不理想或施工制作的偏差等情況而出現附加彎矩。因此，研究竹

2、集成材偏壓構件基本力學性能顯得十分有意義。
　　本文首先通過試驗研究了材料的軸向拉壓力學性能，結果表明:竹集成材抗拉強度為119.19 MPa，彈性模量為10.02GPa;抗壓強度為51.41MPa，彈性模量為8.71GPa，比例極限為34.43MPa。軸拉破壞為脆性破壞，應力-應變呈線性關系;軸壓破壞為塑性破壞，應力-應變初始呈線性關系，隨后呈明顯的非線性關系。軸壓應力-應變曲線可分為兩個階段:小變形彈性階段和大變形塑形階段。文

3、章根據此現象采用分段函數對竹集成材單軸向拉壓應力-應變關系建立數學模型。受拉和受壓的比例階段均采用直線，受壓的塑性段采用二次拋物線，模型與試驗曲線吻合良好。
　　其次，參考《木結構試驗方法標準》設計了三種不同的長細比竹集成材構件，研究其在不同初始偏心距下的力學性能。分析發(fā)現:當初始偏心距一定時，隨著長細比的增加，變形增大，承載力降低;當長細比一定時，隨著初始偏心距的增加，承載力逐漸減小，變形逐漸增加，二階彎矩增加。三種不同長細比試

4、件，在偏心荷載作用下，最終都會因為側向位移很大而出現類似于受彎破壞，且破壞出現于受拉側。但在整個變形過程中，試件截面始終保持水平，符合平截面假定，而試件的變形曲線與二次多項式函數吻合良好。
　　最后，對竹集成材的偏壓承載力作理論分析。根據不同模量理論，推導出竹集成材偏壓破壞時撓曲線符合二次多項式函數;結合試驗現象，以破壞時拉壓邊緣是否達到極限應變?yōu)槠茐臏蕜t，提出大偏壓和小偏壓兩種分析模型，并對小偏壓下側向撓度進行修正，求出不同長細