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原竹抱口梁柱节点抗弯性能研究
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作者 李陶陶 郑晓燕 +2 位作者 陈国 杨涛 王文蹈 《林业工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第1期150-157,共8页
竹材作为一种新型的绿色环保建筑材料,梁柱连接是现代竹结构推广需要考虑的重要问题。为了丰富原竹节点的形式,探究不同构造措施下梁柱节点的刚度和承载力,设计制作了3种形式的原竹抱口梁柱连接节点,按照金属连接件构造的不同命名为简... 竹材作为一种新型的绿色环保建筑材料,梁柱连接是现代竹结构推广需要考虑的重要问题。为了丰富原竹节点的形式,探究不同构造措施下梁柱节点的刚度和承载力,设计制作了3种形式的原竹抱口梁柱连接节点,按照金属连接件构造的不同命名为简易钢夹节点J1、贯通螺栓节点J2和自攻螺钉节点J3。每一种节点内部依据不同原竹等级设计3组试件,通过单调加载试验,探究节点弯曲力学性能及破坏特征,得到了3种节点的弯矩-转角曲线。基于弯矩-转角曲线变化特征,提出三折线刚度分析模型拟合节点分段刚度参数值,应用欧洲钢结构规范节点类型判别方法,对节点的半刚性程度进行了验证。结果显示:贯通螺栓节点J2和简易钢夹节点J1属于半刚性节点;自攻螺钉节点J3属于铰节点。研究表明:原竹等级对于简易钢夹节点J1和自攻螺钉节点J3的抗弯性能影响不敏感;对于贯通螺栓节点J2的抗弯性能影响显著,等级为T8时与连接件的协同工作性能最优。研究成果可为现代竹结构应用提供理论依据。 展开更多
关键词 原竹节点 抱口梁柱 抗弯性能 半刚性 承载能力
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重组竹Ⅱ型断裂特性试验研究 被引量:5
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作者 黄东升 潘文平 +2 位作者 周爱萍 王骁睿 许嘉诺 《东南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期1076-1081,共6页
为研究重组竹顺纹Ⅱ型裂纹扩展条件,进行了ENF(end notched flexure)断裂试验.分别采用柔度标定法和修正梁理论计算了临界应变能释放率,对比了2种方法的优缺点,并研究了重组竹顺纹Ⅱ型断裂R曲线,计算了重组竹的断裂韧度.结果表明:重组... 为研究重组竹顺纹Ⅱ型裂纹扩展条件,进行了ENF(end notched flexure)断裂试验.分别采用柔度标定法和修正梁理论计算了临界应变能释放率,对比了2种方法的优缺点,并研究了重组竹顺纹Ⅱ型断裂R曲线,计算了重组竹的断裂韧度.结果表明:重组竹顺纹Ⅱ型裂纹的扩展具有自相似性,构件破坏经历断裂过程区FPZ(fracture process zone)发展和裂纹扩展2个阶段,FPZ的发展使得R曲线在加载初期表现出增长趋势,而裂纹扩展阶段R曲线基本保持水平;临界能量释放率G_(ⅡC)是与初始裂纹长度无关的常数,断裂韧度K_(ⅡC)平均值为4079 kN/m^(3/2),其值大约是常见木材的2倍. 展开更多
关键词 重组竹 Ⅱ型断裂 ENF试验 应变能释放率 断裂韧度 R曲线
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竹胶板夹板剪力墙抗侧力性能试验研究 被引量:3
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作者 郑维 周宇 +3 位作者 周爱萍 董利 陆伟东 王志强 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期305-313,共9页
为探究竹胶板和自攻螺钉的搭配使用对夹板剪力墙抗侧力性能的提升效果,对9面竹胶板夹板剪力墙试件进行单调和低周往复加载试验,分析其破坏模式、抗剪刚度、抗剪强度、延性系数以及墙角抗拔紧固件的受力性能,并与采用木基结构板和普通圆... 为探究竹胶板和自攻螺钉的搭配使用对夹板剪力墙抗侧力性能的提升效果,对9面竹胶板夹板剪力墙试件进行单调和低周往复加载试验,分析其破坏模式、抗剪刚度、抗剪强度、延性系数以及墙角抗拔紧固件的受力性能,并与采用木基结构板和普通圆钉制作的常规夹板剪力墙进行对比。研究结果表明:以竹胶板和自攻螺钉作为夹板剪力墙的中心夹板和钉连接件,能有效避免板边撕裂和钉子拔出破坏,并使墙体抗剪刚度提升11.2%~63.0%,使墙体抗剪强度提升51.2%~107.1%。增大螺钉间距会降低竹胶板夹板剪力墙的抗剪刚度和抗剪强度,但有助于提升其延性。所采用的新型抗拔紧固件有助于避免端部墙骨柱的拉弯断裂破坏,并能提供6.40~8.76 kN/mm的抗拔刚度。竹胶板夹板剪力墙适合内填于木框架结构中,可作为多高层框架木结构中的主要抗侧力构件。 展开更多
关键词 夹板剪力墙 竹胶板 自攻螺钉 抗剪强度 抗拔紧固件
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重组竹短期蠕变性能研究 被引量:11
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作者 孙丽惟 卞玉玲 +1 位作者 周爱萍 朱彦 《林业工程学报》 CSCD 北大核心 2020年第2期69-75,共7页
在重组竹房屋的正常使用过程中,构件会因荷载及温湿度共同作用而产生蠕变。因此,明确蠕变性能是重组竹结构设计体系不可忽视的重要问题之一。在25℃和相对湿度60%条件下,通过不同应力水平下重组竹顺纹单轴受拉、受压、三点受弯24 h短期... 在重组竹房屋的正常使用过程中,构件会因荷载及温湿度共同作用而产生蠕变。因此,明确蠕变性能是重组竹结构设计体系不可忽视的重要问题之一。在25℃和相对湿度60%条件下,通过不同应力水平下重组竹顺纹单轴受拉、受压、三点受弯24 h短期蠕变试验,获得了蠕变应变-时间曲线及蠕变量-时间曲线,并以Burgers模型为基础,对试验结果进行了拟合。结果表明:当温湿度一定时,在较低应力水平下,蠕变只包含瞬态及稳态蠕变2个阶段,初始蠕变应变及蠕变应变总量与应力水平呈线性正相关关系,达到稳态阶段后重组竹几乎不再发生变形及破坏,具有良好的抵抗蠕变变形的能力。在较高应力水平下,重组竹蠕变不稳定性增强,抵抗蠕变性能有所降低,设计时应控制构件尺寸,确保其处于较低工作应力水平下,以利于其发挥自身抗蠕变性较高的优势。对比顺纹受拉、顺纹受压、三点受弯3种受力情况可知:顺纹受拉破坏呈脆性,无明显的破坏征兆;顺纹受压、三点受弯均具有一定的破坏征兆。Burgers模型对于包含瞬态及稳态蠕变阶段的重组竹短期蠕变性能拟合程度较高,能够较好地反映其短期蠕变性能。 展开更多
关键词 重组竹 短期蠕变试验 应力水平 蠕变性能 BURGERS模型
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温度对重组竹短期受压蠕变性能的影响 被引量:7
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作者 刘娇 周爱萍 +2 位作者 盛宝璐 刘燕燕 孙丽惟 《林业工程学报》 CSCD 北大核心 2021年第2期64-69,共6页
通过对重组竹受压试件进行短期蠕变试验,研究温度对重组竹受压试件蠕变特性及蠕变规律的影响。针对不同应力水平下温度对重组竹短期受压蠕变的影响,研究了在同一应力水平7.5%下,重组竹在5种不同温度下的24 h顺纹受压蠕变性能;进一步比... 通过对重组竹受压试件进行短期蠕变试验,研究温度对重组竹受压试件蠕变特性及蠕变规律的影响。针对不同应力水平下温度对重组竹短期受压蠕变的影响,研究了在同一应力水平7.5%下,重组竹在5种不同温度下的24 h顺纹受压蠕变性能;进一步比较了重组竹在应力水平为7.5%,15%,30%且温度分别为25,50,75℃情况下的24 h顺纹短期受压蠕变特点。最后,采用Burgers模型对上述不同温度变量和不同应力水平变量下重组竹短期受压蠕变曲线进行拟合分析。结果表明:在重组竹顺纹受压蠕变中,温度和材料应力水平越高,瞬时弹性变形越大,重组竹蠕变应变总量越大,重组竹抵抗蠕变性能越弱,且较高温度和较高应力水平的同时作用会对重组竹构件产生不利影响;Burgers模型的拟合决定系数基本均在0.98以上,说明Burgers模型能够较准确地描述温度对重组竹短期受压蠕变曲线特性的影响。根据试验与拟合曲线特性可知,重组竹顺纹受压蠕变中弹性变形占80%以上,说明在不同温度下重组竹顺纹受压蠕变中弹性变形占主要部分,随着温度的升高,弹性变形有所下降,黏性变形逐渐增加。 展开更多
关键词 重组竹 蠕变性能 应力水平 温度 BURGERS模型
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基于扩展有限元法的重组竹Ⅰ型断裂数值模拟分析 被引量:3
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作者 刘明凯 周爱萍 +1 位作者 刘燕燕 盛宝璐 《林业工程学报》 CSCD 北大核心 2020年第6期49-56,共8页
重组竹作为一种高强度复合材料正被逐渐用于建筑领域,但其工艺特点决定了重组竹构件是带裂纹工作的。以ABAQUS有限元软件为平台,结合扩展有限元法(XFEM)和内聚区模型(CZM)对重组竹I型断裂进行数值模拟。三维双悬臂梁(DCB)模型采用基于... 重组竹作为一种高强度复合材料正被逐渐用于建筑领域,但其工艺特点决定了重组竹构件是带裂纹工作的。以ABAQUS有限元软件为平台,结合扩展有限元法(XFEM)和内聚区模型(CZM)对重组竹I型断裂进行数值模拟。三维双悬臂梁(DCB)模型采用基于牵引分离法则的内聚行为描述裂纹的启裂和扩展,得到裂纹扩展全过程的可视结果和外荷载-裂纹张开口位移曲线(P-δ曲线),并对比模拟曲线和试验曲线,考虑峰值荷载存在差异的合理性。再进一步处理荷载-位移曲线,得到裂纹扩展阻力曲线(R曲线),并通过对比R曲线再次验证了该数值方法的有效性,为工程实际应用提供参考。在此基础上,又对比了5种不同厚度和3种不同初始裂纹长度条件下的重组竹I型断裂能量释放率,分析了厚度和初始裂纹长度2种尺寸参数对重组竹断裂韧性的影响。结果表明:薄试件具有较大的断裂韧度,随着厚度增大,双悬臂构件由平面应力状态转为平面应变状态,双悬臂梁的能量释放率趋于一个恒定的较低值,其中,厚度大于40 mm的试件模拟准确度较高。对于处于平面应变状态下的双悬臂梁,其初始裂纹长度对断裂韧度的模拟结果影响较小。 展开更多
关键词 重组竹 扩展有限元法(XFEM) 内聚区模型 尺寸效应 断裂韧度 数值模拟
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竹集成材自攻螺钉拉穿性能试验 被引量:1
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作者 张子诚 唐思远 崔兆彦 《林业工程学报》 CSCD 北大核心 2023年第2期40-45,共6页
对竹集成材-自攻螺钉连接试件进行单轴拉穿加载试验,探究自攻螺钉在竹集成材中的拉穿性能及破坏形态,为自攻螺钉连接设计与工程应用提供基础数据。依据EN 1383-2016木结构试验方法设计8组64个竹集成材-自攻螺钉连接试件,比较竹集成材不... 对竹集成材-自攻螺钉连接试件进行单轴拉穿加载试验,探究自攻螺钉在竹集成材中的拉穿性能及破坏形态,为自攻螺钉连接设计与工程应用提供基础数据。依据EN 1383-2016木结构试验方法设计8组64个竹集成材-自攻螺钉连接试件,比较竹集成材不同纹理方向和板厚对初始刚度、极限荷载、屈服荷载及延性等影响。试验结果表明:竹集成材自攻螺钉连接试件在节点处的力学性能主要由板材厚度决定,而纹理方向的影响较小。钉节点的破坏形态与竹集成材纹理方向密切相关。自攻螺钉在竹集成材中拉穿破坏形态的横纹弦向和横纹径向存在两种破坏现象,分别为竹集成材表面陷落破坏与整体劈裂破坏。当试件纹理方向相同时,板厚与极限荷载和初始刚度呈现正相关;当试件板厚相同,在横纹弦向上承载能力高于横纹径向。当竹结构满足最小尺寸设计要求时,对于直径6 mm的半螺纹自攻螺钉从横纹弦向钉入板厚30 mm的竹集成材,此时试件拉穿承载性能和延性达到最佳状态,充分发挥了材料的力学性能。 展开更多
关键词 工程竹结构 竹集成材 拉穿性能 自攻螺钉
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不同加载角度下重组竹销槽的承压性能
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作者 王文蹈 唐思远 +1 位作者 刘燕燕 孟雨皓 《林业工程学报》 CSCD 北大核心 2023年第4期167-174,共8页
重组竹是一种新型绿色装配式建材。销槽承压强度是现代竹结构节点设计的重要参数,对于确定节点承载性能和可靠度具有重要意义。为研究不同加载角度下的重组竹销槽承压性能,通过对7组35个重组竹试件开展全孔销槽承压静力加载试验,得到重... 重组竹是一种新型绿色装配式建材。销槽承压强度是现代竹结构节点设计的重要参数,对于确定节点承载性能和可靠度具有重要意义。为研究不同加载角度下的重组竹销槽承压性能,通过对7组35个重组竹试件开展全孔销槽承压静力加载试验,得到重组竹全孔销槽承压荷载-位移曲线、破坏模态和销槽承压强度,分析了加载角度对重组竹销槽承压性能的影响。结果表明:重组竹销槽承压的荷载-位移曲线分为3个阶段;根据加载角度不同,具有2种典型的破坏模态;销槽承压强度在加载角度为0°,45°,90°时最低,加载角度为0°~45°和45°~90°时,均有一定程度的提高。将销槽承压强度试验值与欧洲标准(BS EN 383:2007)、美国标准(ANSI/NDS SUPP-2018)和中国标准(GB 50005—2017)中销槽承压强度计算公式得到的结果进行对比,得出了上述标准在计算重组竹销槽承压强度时存在一定局限性。最后在试验结果的基础上,提出了不同加载角度下的重组竹销槽承压强度建议计算公式,为现代竹结构中节点连接承载力的计算提供了参考。 展开更多
关键词 重组竹 全孔销槽承压强度 加载角度 破坏模态
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