张弦木梁受载性能试验研究

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大跨度木梁(搁栅)通常为了满足变形的要求,需要较大的梁截面,造成材料强度不能充分利用而浪费木材。本文提出采用对木梁进行张弦的方法,并通过1:2比例的模型试验,证实它比同截面的普通木梁的刚度有了较大的提高,是解决大跨木梁挠度过大的一个有效方法。同时也分析了由于木材蠕变引起的预应力损失的规律。  本文通过折线型、抛物线型张弦木梁在荷载状态下的试验研究,了解张弦木梁在预拉力分别为0、200N0、N3000三个工况下的受力性能。指出了张弦木梁与普通木梁相比,其刚度和承载力有一定的提高。得出了折线型张弦木梁优于抛物线型张弦木梁的结论。参考相关的理论,对钢弦拉力增量的计算进行了分析,并推出了张弦木梁的短期挠度计算公式。  通过应用相关理论和有限元软件ANSYS,分析研究了钢弦面积、弯起点的位置、钢弦锚固点至截面形心距离,钢弦形状等因素对张弦木梁刚度的影响。  通过试验结果和挠度计算公式,分析了张弦木梁在荷载作用下,其挠度与钢弦预拉力的关系,并指出在实际工程中张弦木梁预拱值和钢弦的强度对钢弦预拉力取值的影响。  经过两个月对抛物线型张弦木梁施加初始预拉力后的长期观测,定量分析了木材蠕变对钢弦预应力损失的影响,并给出张弦木梁试验期间的挠度计算公式。  利用钢材优越的受拉性能,做成张弦木梁,可提高木梁的刚度和承载力,节省木材的消耗量,可在实际木结构工程中推广应用。
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