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胶合竹GluBam-混凝土组合梁组合方式及基本性能的试验研究

作　者: 张伟亮
导　师: 单波
学　校: 湖南大学
专　业: 桥梁与隧道工程
关键词: 现代竹结构胶合竹GluBam-混凝土组合梁抗拔试验剪力连接件剪切试验荷载-相对滑移曲线
分类号: U446
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

胶合竹(GluBam)是现代竹结构的基本材料，因其良好的力学性能、加工性能及节能环保特性，在建筑结构、桥梁领域具有广阔的发展前景，胶合竹GluBam-混凝土组合梁也应运而生。与传统的钢筋混凝土梁相比，胶合竹GluBam-混凝土组合梁最大的特点是由抗拉能力较强的胶合竹GluBam取代了下层受拉易开裂的混凝土。目前来看，对于胶合竹GluBam-混凝土组合梁的研究尚处起步阶段，因此，开展胶合竹GluBam-混凝土组合梁的基本力学性能研究，选取几种较为合适的、能够应用于胶合竹GluBam-混凝土组合梁的连接件便具有重要的理论意义与实用价值。本文主要进行了胶合竹植筋抗拔试验、设计了几种胶合竹GluBam-混凝土组合梁剪力连接件、进行了剪切滑移试验研究，主要的研究内容如下：首先，进行了胶合竹植筋抗拔试验，获得了两种不同粘结剂、叠合方式及三种不同植筋深度试件的拔出性能。试验结果表明，液体粘结剂(A)的抗拔荷载约为浆体粘结剂(B)的1.3倍；侧立叠合方式试件的破坏荷载约为卧位叠合方式试件的1.17倍；试件的破坏荷载与螺纹钢筋的植入深度有关，随着植入深度的增加，破坏荷载增大，但并不成比例关系。在此基础上，对12种不同连接形式的胶合竹GluBam-混凝土组合梁进行了剪切试验，测量了组合梁的承载能力和相对滑移，得到了不同连接形式下组合梁的荷载-相对滑移曲线，并对不同连接形式组合梁的性能进行了分析比较。试验结果表明，在试验所采用的连接件中，连续钢板网试件的承载能力和抗滑刚度均为最高，其次为凹槽+螺栓形式，当采用这两种连接件时，试件的荷载-相对滑移曲线具有严格的线弹性区域和较好的塑性区域，是理想的剪切试验荷载-相对滑移曲线；当采用受剪截面积较小的折叠钢板、螺栓作为剪力连接件时，容易将胶合竹GluBa m及混凝土板劈裂；当设置防水层时组合梁的承载能力及抗滑刚度下降显著，所以是否设置防水层对组合梁的影响较大；当采用凹槽类型剪力连接件时，开槽角度对其影响较小；在现有钉长度下，对胶合竹打钉对组合梁承载能力的提高不大，但能明显增加其抗滑强度；施加预紧力试件的凹槽内混凝土与螺栓没有同时受力，预紧力在实际操作中难以准确控制，因此其力学性能明显下降。本文的研究结果，为胶合竹GluBam-混凝土组合梁剪力连接的设计和计算提供了重要的数据，为这种新型组合结构的进一步研究奠定了基础。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章绪论  10-26
  1.1 现代竹结构概述及其发展应用  10-12
    1.1.1 现代竹结构的概念  10-11
    1.1.2 现代竹结构的特点  11
    1.1.3 现代竹结构在桥梁方面的应用  11-12
  1.2 胶合木-混凝土组合梁的研究现状  12-24
  1.3 本文主要研究内容和目的  24-26
第2章胶合竹植筋抗拔试验  26-39
  2.1 概述  26
  2.2 胶合植筋连接性能影响因素  26-27
  2.3 试验介绍  27-31
    2.3.1 试件设计  27-28
    2.3.2 试件制作  28-30
    2.3.3 试验方案  30-31
  2.4 试验结果  31-38
    2.4.1 粘结剂对植筋拔出性能的影响  33-35
    2.4.2 植入深度对植筋拔出性能的影响  35-36
    2.4.3 叠合方向对植筋抗拔性能的影响  36-38
  2.5 本章小结  38-39
第3章胶合竹-混凝土组合梁剪切试验设计  39-50
  3.1 概述  39
  3.2 试验用材  39-42
    3.2.1 胶合竹 GluBam  39-40
    3.2.2 剪力连接件  40-41
    3.2.3 混凝土及钢筋  41
    3.2.4 粘结剂  41-42
  3.3 试件设计与制作  42-45
    3.3.1 试件设计  42-43
    3.3.2 试件制作  43-45
  3.4 剪力连接件的极限抗剪承载力理论计算值  45-47
  3.5 试验装置与测量方案  47-49
    3.5.1 试验装置  47-48
    3.5.2 测量方案  48-49
  3.6 本章小结  49-50
第4章胶合竹-混凝土组合梁剪切试验结果  50-76
  4.1 第1 组连续钢板网  50-52
  4.2 第2 组 8MM 厚折叠钢板  52-54
  4.3 第3 组 4MM 厚折叠钢板  54-55
  4.4 第4 组 8.8 级 M18×180 螺栓  55-57
  4.5 第5 组 4.8 级 M18×180 螺栓  57-58
  4.6 第6 组直角凹槽+4.8 级 M18×180 螺栓  58-60
  4.7 第7 组 15 度凹槽+4.8 级 M18×180 螺栓  60-62
  4.8 第8 组 4.8 级 M18×180 螺栓，设防水层  62-63
  4.9 第9 组 4.8 级 M18×180 螺栓，胶合竹两侧打钉  63-65
  4.10 第 10 组直角凹槽+4.8 级 M18×200 螺栓，加预紧力  65-67
  4.11 第 11 组连续钢板网，粘结剂不同  67-69
  4.12 第 12 组 8MM 厚折叠钢板，粘结剂不同  69-70
  4.13 试验结果比较  70-74
    4.13.1 第 2 组与第 3 组的对比  72
    4.13.2 第 4 组与第 5 组的对比  72
    4.13.3 第 6 组与第 7 组的对比  72-73
    4.13.4 第 5 组与第 8 组的对比  73
    4.13.5 第 5 组与第 9 组的对比  73
    4.13.6 第 6 组与第 10 组的对比  73
    4.13.7 第 1、2 组与第 11、12 组的对比  73-74
    4.13.8 连接性能影响因素分析  74
  4.14 本章小结  74-76
结论与展望  76-78
参考文献  78-82
致谢  82

胶合竹GluBam-混凝土组合梁组合方式及基本性能的试验研究

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