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内置薄壁H形钢-木组合梁受弯性能研究
被引量：
4
1
作者
刘德贵
王宇豪
+2 位作者
温勇
邹伟
王涛
《建筑结构学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第5期149-163,共15页
为实现钢材与木材的高效组合,提高钢木组合梁受弯性能,提出了一种内置薄壁H形钢-木组合梁。为研究其破坏过程、破坏形态及组合受力性能,以翼缘木板宽度、抗剪连接栓钉间距、薄壁H形钢厚度、翼缘木板厚度、腹板木板高度和腹板木板厚度等...
为实现钢材与木材的高效组合,提高钢木组合梁受弯性能,提出了一种内置薄壁H形钢-木组合梁。为研究其破坏过程、破坏形态及组合受力性能,以翼缘木板宽度、抗剪连接栓钉间距、薄壁H形钢厚度、翼缘木板厚度、腹板木板高度和腹板木板厚度等为变化参数开展了受弯试验。并提出了可用于预测内置薄壁H形钢-木组合梁挠度和受弯承载力的计算公式,进行了有限元分析。结果表明:依据内置薄壁H形钢-木组合梁破坏过程及特征,可出现受拉翼缘木板受拉断裂、腹板木板受拉区开裂以及受压翼缘木板受压破坏或薄壁H形钢受压翼缘严重压屈和严重粘胶剥离的受压破坏三种破坏模式;在配置截面面积比约3.5%的薄壁H形钢的情况下,内置薄壁H形钢-木组合梁的受弯承载力、抗弯刚度、耗能和延性相对于纯木梁明显提高;腹板木板高度、翼缘木板宽度、翼缘木板厚度和抗剪连接栓钉间距等参数影响内置薄壁H形钢-木组合梁受弯性能较为明显,增加腹板木板的高度、翼缘木板的宽度、翼缘木板的厚度和减小抗剪栓钉间距可明显提高内置薄壁H形钢-木组合梁的受弯承载力;增加薄壁H形钢厚度,可使内置薄壁H形钢-木组合梁受弯承载力和刚度得到一定程度的提高;腹板木板的厚度对内置薄壁H形钢-木组合梁的受弯承载力影响不甚明显。所提出内置薄壁H形钢-木组合梁的挠度及受弯承载力计算式和有限元模型合理有效,计算结果与试验结果吻合良好。
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关键词
钢-木组合梁
薄壁H形钢
受弯试验
有限元分析
承载力
刚度
原文传递
集中荷载下钢木组合梁试验研究及有限元分析
被引量：
4
2
作者
张也
徐飞扬
+2 位作者
杨鸿达
孟鑫淼
高颖
《北京林业大学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2021年第8期127-136,共10页
【目的】用钢材替代工字型木梁的腹板部分以解决纯木梁腹板易剪切破坏、抗弯刚度低的问题,有助于减小构件尺寸,增加其在大跨度建筑中的应用。【方法】在H型钢上下翼缘各覆一层木材并使用螺栓连接制备组合梁。对11根组合梁开展三点弯曲试...
【目的】用钢材替代工字型木梁的腹板部分以解决纯木梁腹板易剪切破坏、抗弯刚度低的问题,有助于减小构件尺寸,增加其在大跨度建筑中的应用。【方法】在H型钢上下翼缘各覆一层木材并使用螺栓连接制备组合梁。对11根组合梁开展三点弯曲试验,研究螺栓间距、剪跨比对组合梁破坏模式、刚度和承载力的影响。通过4个推出试验研究钢木界面滑移对组合梁性能的影响。【结果】钢木组合梁的抗弯刚度比相同截面尺寸的矩形木梁提高了201%;H型钢在集中荷载作用下易发生上翼缘的局部屈曲,剪跨比为2时,试件出现脆性破坏特征,破坏始于上层木材,随着剪跨比增大,试件由脆性破坏转变为延性破坏,木材最先破坏位置由上层木材转变为下层木材;剪跨比增大时,组合梁抗弯刚度减小,延性系数增大,峰值荷载下降了15%以上;螺栓间距增大时,组合梁抗弯刚度增大,延性系数减小,峰值荷载上升了15%以上。考虑钢木界面滑移的屈服承载力和跨中挠度的计算公式具有较高的准确性,所得计算值与试验值误差基本在10%以内;由材性试验获取材性参数,在此基础上使用ABAQUS软件建立考虑钢木界面滑移的有限元模型,模拟结果较为准确,组合梁抗弯刚度和屈服荷载的模拟值与试验值误差基本在10%以内。【结论】钢材用作腹板部分可以显著提高梁的抗弯刚度,并防止腹板剪切破坏;考虑界面滑移后,组合梁抗弯性能的理论计算和有限元模拟结果均较为准确。
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关键词
钢木组合梁
剪跨比
螺栓间距
承载力
推出试验
有限元分析
下载PDF
职称材料
钢-木组合梁抗弯性能的数值模拟及参数分析
被引量：
3
3
作者
杨茹元
万佳
+2 位作者
孙友富
张晓凤
翟伟
《森林与环境学报》
CSCD
北大核心
2021年第1期96-103,共8页
为探索钢-木组合(STC)梁在短期荷载作用下的承载性能,利用有限元软件建立STC梁的三维(3D)计算模型,模拟四点弯曲试验的加载条件,采用合理的材料本构关系、屈服准则以及接触单元模型,与现有试验结果进行对比,验证该有限元模型的准确性和...
为探索钢-木组合(STC)梁在短期荷载作用下的承载性能,利用有限元软件建立STC梁的三维(3D)计算模型,模拟四点弯曲试验的加载条件,采用合理的材料本构关系、屈服准则以及接触单元模型,与现有试验结果进行对比,验证该有限元模型的准确性和可靠性。同时,对STC梁抗弯性能的影响因素进行了参数分析,研究剪力连接件类型、间距对STC梁承载性能和组合效率的影响。结果表明:有限元模型的受力形态、荷载-挠度曲线与试验结果相比,吻合度较好,验证了该模型的准确性和可靠性;STC梁中剪力连接件的分布密度、连接的力学特性,能够影响STC梁整体的力学行为,对STC梁进行设计时,为提高其承载性能,可考虑选择刚度较大的剪力连接件。连接件的间距与STC梁的承载性能成反比,当间距为150 mm时,构件组合效率最好,连接件的布置更加经济。
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关键词
钢-木组合梁
抗弯性能
有限元模型
荷载-挠度曲线
参数分析
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职称材料
题名
内置薄壁H形钢-木组合梁受弯性能研究
被引量：
4
1
作者
刘德贵
王宇豪
温勇
邹伟
王涛
机构
西南科技大学土木工程与建筑学院
工程材料与结构冲击振动四川省重点实验室
出处
《建筑结构学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第5期149-163,共15页
基金
四川省科技厅应用基础研究项目(2019YJ0437)。
文摘
为实现钢材与木材的高效组合,提高钢木组合梁受弯性能,提出了一种内置薄壁H形钢-木组合梁。为研究其破坏过程、破坏形态及组合受力性能,以翼缘木板宽度、抗剪连接栓钉间距、薄壁H形钢厚度、翼缘木板厚度、腹板木板高度和腹板木板厚度等为变化参数开展了受弯试验。并提出了可用于预测内置薄壁H形钢-木组合梁挠度和受弯承载力的计算公式,进行了有限元分析。结果表明:依据内置薄壁H形钢-木组合梁破坏过程及特征,可出现受拉翼缘木板受拉断裂、腹板木板受拉区开裂以及受压翼缘木板受压破坏或薄壁H形钢受压翼缘严重压屈和严重粘胶剥离的受压破坏三种破坏模式;在配置截面面积比约3.5%的薄壁H形钢的情况下,内置薄壁H形钢-木组合梁的受弯承载力、抗弯刚度、耗能和延性相对于纯木梁明显提高;腹板木板高度、翼缘木板宽度、翼缘木板厚度和抗剪连接栓钉间距等参数影响内置薄壁H形钢-木组合梁受弯性能较为明显,增加腹板木板的高度、翼缘木板的宽度、翼缘木板的厚度和减小抗剪栓钉间距可明显提高内置薄壁H形钢-木组合梁的受弯承载力;增加薄壁H形钢厚度,可使内置薄壁H形钢-木组合梁受弯承载力和刚度得到一定程度的提高;腹板木板的厚度对内置薄壁H形钢-木组合梁的受弯承载力影响不甚明显。所提出内置薄壁H形钢-木组合梁的挠度及受弯承载力计算式和有限元模型合理有效,计算结果与试验结果吻合良好。
关键词
钢-木组合梁
薄壁H形钢
受弯试验
有限元分析
承载力
刚度
Keywords
steel
-
timber
composite
beam
thin-walled
H-
steel
bending
experiment
FEA
bearing
capacity
stiffness
分类号
TU366.2 [建筑科学—结构工程]
TU317.1
原文传递
题名
集中荷载下钢木组合梁试验研究及有限元分析
被引量：
4
2
作者
张也
徐飞扬
杨鸿达
孟鑫淼
高颖
机构
北京林业大学材料科学与技术学院
木材科学与工程北京市重点实验室
北京林业大学水土保持学院
出处
《北京林业大学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2021年第8期127-136,共10页
基金
国家重点研发计划(2017YFC0703503)
国家自然科学基金项目(31770602)。
文摘
【目的】用钢材替代工字型木梁的腹板部分以解决纯木梁腹板易剪切破坏、抗弯刚度低的问题,有助于减小构件尺寸,增加其在大跨度建筑中的应用。【方法】在H型钢上下翼缘各覆一层木材并使用螺栓连接制备组合梁。对11根组合梁开展三点弯曲试验,研究螺栓间距、剪跨比对组合梁破坏模式、刚度和承载力的影响。通过4个推出试验研究钢木界面滑移对组合梁性能的影响。【结果】钢木组合梁的抗弯刚度比相同截面尺寸的矩形木梁提高了201%;H型钢在集中荷载作用下易发生上翼缘的局部屈曲,剪跨比为2时,试件出现脆性破坏特征,破坏始于上层木材,随着剪跨比增大,试件由脆性破坏转变为延性破坏,木材最先破坏位置由上层木材转变为下层木材;剪跨比增大时,组合梁抗弯刚度减小,延性系数增大,峰值荷载下降了15%以上;螺栓间距增大时,组合梁抗弯刚度增大,延性系数减小,峰值荷载上升了15%以上。考虑钢木界面滑移的屈服承载力和跨中挠度的计算公式具有较高的准确性,所得计算值与试验值误差基本在10%以内;由材性试验获取材性参数,在此基础上使用ABAQUS软件建立考虑钢木界面滑移的有限元模型,模拟结果较为准确,组合梁抗弯刚度和屈服荷载的模拟值与试验值误差基本在10%以内。【结论】钢材用作腹板部分可以显著提高梁的抗弯刚度,并防止腹板剪切破坏;考虑界面滑移后,组合梁抗弯性能的理论计算和有限元模拟结果均较为准确。
关键词
钢木组合梁
剪跨比
螺栓间距
承载力
推出试验
有限元分析
Keywords
steel
-
timber
composite
beam
shear-span
ratio
bolt
spacing
load-carrying
capacity
push-out
test
finite
element
analysis
分类号
TU366.2 [建筑科学—结构工程]
下载PDF
职称材料
题名
钢-木组合梁抗弯性能的数值模拟及参数分析
被引量：
3
3
作者
杨茹元
万佳
孙友富
张晓凤
翟伟
机构
南京林业大学材料科学与工程学院
太原理工大学土木工程学院
南京林业大学林业资源高效加工利用协同创新中心
出处
《森林与环境学报》
CSCD
北大核心
2021年第1期96-103,共8页
基金
国家自然科学基金项目(31300484)
国家一流学科建设工程项目(PNFD)。
文摘
为探索钢-木组合(STC)梁在短期荷载作用下的承载性能,利用有限元软件建立STC梁的三维(3D)计算模型,模拟四点弯曲试验的加载条件,采用合理的材料本构关系、屈服准则以及接触单元模型,与现有试验结果进行对比,验证该有限元模型的准确性和可靠性。同时,对STC梁抗弯性能的影响因素进行了参数分析,研究剪力连接件类型、间距对STC梁承载性能和组合效率的影响。结果表明:有限元模型的受力形态、荷载-挠度曲线与试验结果相比,吻合度较好,验证了该模型的准确性和可靠性;STC梁中剪力连接件的分布密度、连接的力学特性,能够影响STC梁整体的力学行为,对STC梁进行设计时,为提高其承载性能,可考虑选择刚度较大的剪力连接件。连接件的间距与STC梁的承载性能成反比,当间距为150 mm时,构件组合效率最好,连接件的布置更加经济。
关键词
钢-木组合梁
抗弯性能
有限元模型
荷载-挠度曲线
参数分析
Keywords
steel
-
timber
composite
beam
flexural
behavior
finite
element
model
load-deflection
curve
parameter
analysis
分类号
TU398.6 [建筑科学—结构工程]
下载PDF
职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
内置薄壁H形钢-木组合梁受弯性能研究
刘德贵
王宇豪
温勇
邹伟
王涛
《建筑结构学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
4
原文传递
2
集中荷载下钢木组合梁试验研究及有限元分析
张也
徐飞扬
杨鸿达
孟鑫淼
高颖
《北京林业大学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2021
4
下载PDF
职称材料
3
钢-木组合梁抗弯性能的数值模拟及参数分析
杨茹元
万佳
孙友富
张晓凤
翟伟
《森林与环境学报》
CSCD
北大核心
2021
3
下载PDF
职称材料
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