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题名竹集成材-H型钢-竹集成材组合梁受弯性能
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作者
冯玲
王晓晗
陈伯望
尹文欣
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机构
中南林业科技大学土木工程学院
现代木结构工程材制造与应用技术湖南省工程实验室
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出处
《中南林业科技大学学报》
北大核心
2025年第9期206-217,共12页
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基金
湖南省重点研发计划项目(2024JK2048)
湖南省大学生创新训练计划项目(S202510538134)。
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文摘
【目的】为探究竹集成材-型钢组合梁中受拉区竹材厚度以及螺栓直径对组合梁受弯性能的影响,提出组合梁极限承载力的计算方法。【方法】共设计了6根螺栓连接的竹集成材-型钢组合梁(L_(1)~L_(6)),进行四点弯曲试验,研究组合梁的受弯破坏形态、荷载-挠度曲线,以及交界面滑移和截面高度-应变曲线。【结果】受压区竹集成材-型钢组合梁延性较好,未出现材料破坏,而压区竹材-型钢-拉区竹材组合梁均出现了不同程度的竹材破坏;两种形式的组合梁的荷载-挠度曲线均可分为弹性阶段和塑性阶段,但竹-钢-竹组合梁更接近弹性状态;在受弯过程中,竹梁与钢梁各自符合平截面假定,但组合梁整体并不符合平截面假定,竹-钢界面存在明显滑移,组合梁的组合程度会随受拉区竹梁厚度增加而减弱,随螺栓直径的增加有一定程度的提高;受拉区竹材会明显增加受压区竹梁与钢梁交界面处的相对滑移,同时,随受拉区竹材厚度的增加,受拉区的相对滑移与受压区相对滑移越来越接近;螺栓直径由12 mm增大至14 mm,受弯承载力提高了8.9%;受拉区竹材厚度为20、40、60、80 mm,组合梁的极限承载力比受拉区未设置竹材的组合梁分别提升了33.3%、50.1%、70.9%、80.1%,但受拉区竹材厚度接近受压区时提升的幅度会有所降低;组合梁受弯极限承载力计算公式的理论值与试验值吻合较好。【结论】压区竹材-型钢-拉区竹材组合梁跟压区竹材-型钢组合梁相比,可显著提升组合梁的承载力和刚度;增大螺栓直径可改善界面约束,提高组合梁的组合度。研究成果为竹-钢组合结构的工程应用提供了设计参考与理论支撑。
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关键词
竹-钢-竹组合梁
四点弯曲试验
受弯承载力
竹材厚度
螺栓尺寸
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Keywords
bamboo-steel-bamboo composite beam
four-point bending test
flexural capacity
bamboo thickness
bolt diameter
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分类号
S784
[农业科学—林学]
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