不同预应力状态下胶合竹木梁短期受弯性能研究

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竹、木结构房屋因其节能、环保、安全、宜居等一系列优点而受到人民的青睐,作为该结构主受力构件之一,有必要对胶合竹木梁展开研究。然而,纯胶合竹木梁存在变形较大、易发生脆性受拉破坏及不能充分利用材料抗压强度等诸多问题,因此,本文提处一种由预应力筋承担大部分拉力的梁——预应力胶合竹木梁。目前,国内外的研究主要集中在竹木复合材的材性研究、胶合竹梁、木梁受力性能和破坏形态研究及预应力木梁研究,尚无对预应力胶合竹木梁的研究。基于上述情况,本文展开了以下工作:首先,提出一种新型端部锚固装置。该装置由凹型钢板槽、楔形垫片和锚具等构成,使钢丝与木梁分离工作,既保证了二者之间的有效距离,以尽可能地实现全截面受压,又避免了因梁身开槽而引起的应力集中。其次,通过在梁底面两三分点处张弦,对12组预应力胶合竹木梁和4组普通胶合竹木梁进行受弯试验,分别从破坏形态、极限承载力、荷载-挠度关系及荷载-应变关系曲线方面,研究预应力钢丝数量和预应力值大小对预应力胶合竹木梁的影响。试验结果表明:当保持预应力值一定时,预应力钢丝数量越多,胶合竹木梁的抗弯刚度及极限承载力越大;当保持预应力钢丝数量一定时,预应力值越大,胶合竹木梁的极限承载力越大,而抗弯刚度基本不变;与普通胶合竹木梁相比,在相同的承载力下,预应力胶合竹木梁能节约木材约13.28%~51.98%,节约成本约1.95%-39.61%。最后,利用ABAQUS有限元分析程序,建立预应力胶合竹木梁模型。分别研究预应力钢丝数量和预应力值对预应力胶合竹木梁的影响,并与试验结果进行对比,分析模拟结果与试验结果存在的差异及其原因。
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