长期荷载作用下钢-竹组合箱型柱力学性能研究

摘要

以竹胶人造板和薄壁型钢为原料，经过合理的胶结和螺钉的加固可制成一种新型结构：钢-竹组合结构，这种组合结构克服了钢材和竹材的各自的缺点，充分发挥了两者的优势。试验已证明钢-竹组合构件具有优良的性能，能被用于实践工程。为了研究组合构件在正常使用时的力学性能变化，本文进行了长期荷载作用下钢-竹组合箱型柱力学性能研究。
　　本文设计并制作了8类32个钢-竹组合箱型短柱，进行了3种类型的试验：首先以截面尺寸、含钢率、有无螺钉以及螺钉间距为参数进行了16个短柱的短期一次破坏试验，研究了各个参数对组合短柱力学性能的影响情况，确定了长期加载的荷载值，并对屈服荷载进行了理论研究；其次以荷载水平为参数进行了16个组合短柱的长期加载试验，研究了长期荷载作用下组合短柱的蠕变变形，并对其进行了理论研究；最后以截面尺寸、荷载水平以及有无螺钉为参数进行了8个组合短柱长期加载后的二次破坏试验，研究了各个参数对长期荷载作用后组合短柱的力学性能的影响，同时进行了一次破坏试验与二次破坏试验的比较，研究了长期荷载作用对钢-竹组合箱型短柱力学性能的影响。
　　试验结果表明，钢-竹组合箱型短柱中钢材和竹材有良好的共同工作性能良好，组合短柱具有优良的力学性能；组合短柱的破坏具有一定的规律；截面尺寸和含钢率对组合短柱的力学性能有明显的影响，螺钉并不影响组合短柱的短期力学性能，但能提高长期荷载作用后组合柱的力学性能；长期荷载作用下钢-竹组合箱型柱的变形符合一般材料的蠕变特性，温湿度对组合柱的蠕变有一定的影响，本文建立的蠕变模型能用于组合柱的蠕变研究，理论值与试验值基本一致；长期荷载的作用对组合柱的力学性能有一定的影响，但仍符合构件长期使用的要求，因此钢-竹组合箱型柱能应用于实际工程的建设。

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1绪论

1.1研究背景

1.2竹材人造板

1.3冷弯薄壁型钢

1.4组合结构研究现状

1.5结构长期性能研究现状

1.6本文主要研究的目的和内容

2钢材与竹材的材性试验

2.1冷弯薄壁C型钢材性试验

2.2竹胶板材性试验

2.3小结

3钢-竹组合箱型短柱的设计与制作

3.1 概述

3.2钢-竹组合箱型短柱的设计

3.3钢-竹组合箱型短柱的制作

3.4小结

4钢-竹组合箱型短柱一次破坏试验

4.1概述

4.2试验试件参数设计

4.3试验加载方案

4.4实验现象及破坏特征

4.5试验结果分析

4.6试件理论分析

4.7 本章小结

5长期加载试验

5.1 概述

5.2 长期加载试验的试件及参数设计

5.3长期加载装置的设计与制作

5.4长期观测试验

5.5长期加载试验分析

5.6长期加载蠕变理论分析

5.7本章小结

6长期加载后的二次破坏试验

6.1概述

6.2 试验试件参数

6.3 试验加载方案

6.4实验现象及破坏特征

6.5二次破坏试验结果分析

6.6二次破坏试验与一次破坏试验的比较

6.7本章小结

7结论与展望

7.1结论

7.2展望

参考文献

在学研究成果

致谢