论文部分内容阅读
木-混凝土组合结构是上世纪50年代发展起来的一种结构形式,工程木和混凝土由不同类型的剪力连接件组合形成木-混凝土组合结构。木-混凝土组合结构克服木材易燃、易腐蚀、建筑尺寸受限等缺点,兼有资源再生、节能环保、易于施工、抗震性能好等优点,广泛应用于欧美等国。目前,国内外对于木-混凝土组合结构的研究主要集中于木-混凝土组合结构的静力性能研究,相关研究仍存在以下问题:(1)木-混凝土组合结构的剪切试验结果离散型太大,其受力行为不明确;(2)目前尚未对木-混凝土组合结构的抗震性能进行研究;(3)木-混凝土组合结构有限元分析中尚无特定单元可采用。基于上述问题,本文完成了 12个木-混凝土组合结构推出试件的静力加载试验;对由钉类连接件连接的木-混凝土组合结构进行力学分析,推导了木-混凝土组合结构钉类连接件抗剪承载力力学公式;对18个木-混凝土组合结构进行了低周反复荷载试验;对木-混凝土组合结构连接件的耗能机理进行了理论研究;采用有限元数值分析程序对木-混凝土组合结构推出试件的静力加载进行了模拟;提出木-混凝土组合结构单元,提出木-混凝土组合结构单元刚度矩阵。主要成果及创新点如下:(1)通过木-混凝土组合结构螺栓连接件静力加载试验,解析了螺栓连接件的三类破坏形态;探明了螺栓尺寸和混凝土强度对木-混凝土组合结构螺栓连接件抗剪强度的影响规律;提出了木-混凝土组合结构设计建议。(2)对螺栓连接件的三类破坏形态进行弹塑性理论分析,提出了木-混凝土组合结构螺栓连接件和槽口栓钉连接件的抗剪承载力计算公式。(3)开展了木-混凝土组合结构螺栓连接件低周反复荷载试验,揭示了该类连接件的滞回特性和耗能机理,建立了相应的滞回模型。(4)基于虚功原理,构建了木-混凝土组合结构有限元分析的铁摩辛柯梁单元列式和相应的单元刚度矩阵。通过上述研究,可为木-混凝土组合结构桥梁的设计提供可靠的理论支持和实用的技术参考。此外,本论文的研究对于解决我国工程建设中常见的环境污染问题,实现我国社会经济的可持续发展具有重要的意义。