侧压竹集成材抗剪性能试验研究

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随着人们生活水平提高、环境日益恶化,我国正实施“低碳环保、节能减排”的政策,大力提倡发展绿色建材,化解产能过剩,促进竹结构产业优化升级。竹集成材是一种融入了现代加工技术且强质比高、环保美观的工程复合竹,也是一种可持续发展的绿色建筑材料,因其优越的性能而被广泛应用于工程领域。竹集成材的制造及应用将有助于解决目前的环境现状。然而,我国对竹集成材的研究及应用起步较晚,其力学性能的相关研究仍是一片盲区,相关的制造及设计规范也不完善。为了探究竹集成材的抗剪力学性能,本文主要进行了3部分的工作:侧压竹集成材抗剪强度试验研究、层间剪切强度试验研究和剪跨比对侧压竹集成材梁受剪承载力影响试验研究,取得了以下研究成果:(1)对4组共60个侧压竹集成材清材小试件进行抗剪强度试验,探讨四个方向清材小试件的破坏形式、抗剪强度、荷载-位移关系,并将其顺纹方向的抗剪强度与胶合木进行对比,提出了侧压竹集成材抗剪强度标准值与设计值的计算方法,给出了侧压竹集成材抗剪强度容许应力值、标准值以及设计值。(2)对7组共21根竹集成材短梁进行层间剪切强度试验,研究跨高比和外伸长度对竹集成材破坏形式及层间剪切强度的影响。试验结果表明,侧压竹集成材层间剪切强度主要与跨高比有关,当跨高比小于等于5时,破坏形式为层间剪切破坏;跨高比大于5时,破坏形式为弯曲破坏;另外,根据实测应变推算了剪应力计算值,与实测值吻合较好。(3)以剪跨比为变化参数,对剪跨比分别为0.75、1.0、1.5、2.0和2.5的5组(每组3根)竹集成材梁进行四点弯曲试验,研究侧压竹集成材梁在荷载作用下的变形特征、破坏形式及剪跨比的影响规律。研究表明,剪跨比对竹集成材梁的破坏形式有重要影响,当剪跨比小于1.5时发生层间剪切破坏,而大于等于1.5时发生弯曲破坏。(4)提出了竹集成材梁的受弯承载力、受剪承载力和弹性变形计算公式,并与实测值进行对比吻合较好。
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