胶合竹—混凝土组合梁长期性能试验研究

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胶合竹-混凝土组合梁充分利用混凝土的抗压性能和胶合竹材抗拉性能,在绿色建筑和现有建筑改造领域具有广阔的应用前景。胶合竹-混凝土组合结构在长期荷载作用下,组成材料均会产生蠕变和收缩,但其蠕变收缩系数不同,两种材料通过剪力连接件连接会导致截面上的应力重分布,并使结构产生附加变形,因此时间因素影响的计算已成为结构设计中不可忽视的内容。本论文在胶合竹-混凝土组合试件剪力连接件推出试验以及组合梁抗弯试验的基础上,选取了四种性能较好的剪力连接件,分别为连续钢板网、螺栓、复合式凹槽和预紧力复合式凹槽连接件,进行胶合竹-混凝土组合试件长期推出试验和胶合竹-混凝土组合梁长期性能试验研究,主要研究内容如下:首先,设计并加工了胶合竹-混凝土组合试件长期推出试验加载装置。该装置采用杠杆原理,把施加在杠杆臂端的小荷载转变成为施加在试件上的较大荷载,提高了加载效率,且加载架自重轻,设备占地小,荷载调节方便,施加在试件上的荷载可以通过选择弹簧以及改变销杆与铰支座之间的间距进行调整,方便实用。然后,进行了胶合竹-混凝土组合试件长期推出试验研究。试验共设计了4组试件,每组试件承受长期静力荷载,测量试件的相对滑移时间曲线,研究剪力连接件在长期荷载作用下的蠕变性能,得到各组剪力连接件的蠕变系数时间曲线,并选取有效蠕变模型拟合各剪力连接件的蠕变性能并得到蠕变方程。在此基础上,进行胶合竹-混凝土组合梁长期性能试验研究。同样采用了4种剪力连接件设计了4组胶合竹-混凝土组合梁试件,在室内环境下承受长期均布荷载,得到了相应的跨中挠度时间曲线,观察组合梁在正常使用条件下长期挠度变形,分析影响组合梁长期性能的因素,例如组成材料的蠕变性能、温湿度变化以及组合梁作用应力等,考虑各影响因素采用有效刚度折减法来拟合胶合竹-混凝土组合梁长期挠度变形,发现有效刚度折减法显著高估了组合梁的挠度变形值,因此提出有效蠕变系数进行修正并得到修正后的组合梁长期挠度变形曲线与试验曲线较吻合,并预测各组合梁最终跨中挠度。本文的研究结果为胶合竹-混凝土组合梁长期性能设计提供了重要的数据,为这种新型组合结构的进一步研究奠定了基础。
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