木与混凝土组合结构(Timber Concrete Composite Structures,简写为TCCS)是一种新型的组合结构型式,在德国等欧洲一些国家广泛应用。从20世纪初开始,TCCS越来越受到国内外专家学者的重视,但相对于其他组合结构的发展来说,TCCS的试验研究和理论分析还较少。本文在德国联邦教育研究基金资助下,以欧洲国家广泛应用的TCCS为背景,研究了木梁与现浇混凝土板的组合受力性能,主要工作有:(1)设计制作了6个木柱-钢筋混凝土短柱试件,木柱与混凝土之间的连接采用12×120mm的螺栓连接,螺栓布置方式有2种,即1种为直角垂直布置,另1种为45度斜向布置,进行了木柱-钢筋混凝土短柱试件的粘结性能试验,研究了嵌入螺栓后木柱-钢筋混凝土短柱之间的粘结性能,分析了相应的相对滑移和粘结极限承载力等。结果表明,45度斜向布置螺栓和直角垂直布置螺栓的极限承载力基本相同,但前者的滑移量小于后者的滑移量;普通混凝土与轻质混凝土相比,木柱-普通混凝土试件的极限承载力明显高于木柱-轻质混凝土试件的极限承载力。(2)以实际工程应用为背景,设计制作了1个木梁-木板和7个木梁-钢筋混凝土板的组合板结构,其中木梁均为3根,并通过连接件与木板或钢筋混凝土板连接,通过竖向多点静力加载试验,研究了这类梁板结构的共同作用和承载力分配的一般规律,分析了轻质混凝土、普通混凝土、连接件的距离和木梁的距离等因素对其承载力的影响,探讨了木梁的挠曲变形和梁板结构的应力变化。研究结果表明,与木梁-木板结构相比,木梁-钢筋混凝土板组合梁板结构的共同作用强,承载力分布均匀并且其值较大;与普通混凝土板组合梁板结构相比,轻质混凝土板组合梁板结构的共同作用较强,承载力较高;其他条件不变时,木梁间距减小,组合梁板结构的承载力提高。此外,相对而言,当连接件的距离为120mm时,木梁-钢筋混凝土板组合梁板结构的共同作用较强,承载力较高。(3)采用有限元分析软件ATENA,对木梁-钢筋混凝土板组合梁板结构进行了建模和有限元分析,并与试验结果进行了验证。结果表明,试验值与有限元分析结果吻合较好,说明了有限元分析方法的有效性。接着,建立了24个有限元模型,通过改变木梁之间的距离、木梁跨度和加载位置等,研究了这类结构的共同作用性能以及承载力变化的一般规律。结果表明,当木梁间距减小且个数增加时,木梁-钢筋混凝土板组合梁板结构的共同作用增强,承载力提高;当均布荷载的加载位置由中部木梁改变为边部木梁时,这类结构的共同作用减弱,木梁跨度增加时减弱程度更为明显,未加载最边部木梁与钢筋混凝土板之间出现了拉应力。