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胶合木—混凝土简支组合梁力学性能研究

刘一凡 王鹏 王永慧 史世论 韩春秀 彭俊源

刘一凡, 王鹏, 王永慧, 史世论, 韩春秀, 彭俊源. 胶合木—混凝土简支组合梁力学性能研究[J]. 钢结构(中英文), 2023, 38(7): 1-11. doi: 10.13206/j.gjgS23011002
引用本文: 刘一凡, 王鹏, 王永慧, 史世论, 韩春秀, 彭俊源. 胶合木—混凝土简支组合梁力学性能研究[J]. 钢结构(中英文), 2023, 38(7): 1-11. doi: 10.13206/j.gjgS23011002
Yifan Liu, Peng Wang, Yonghui Wang, Shilun Shi, Chunxiu Han, Junyuan Peng. Study on Mechanical Properties of Glued Laminated Wood-Concrete Simply Supported Composite Beams[J]. STEEL CONSTRUCTION(Chinese & English), 2023, 38(7): 1-11. doi: 10.13206/j.gjgS23011002
Citation: Yifan Liu, Peng Wang, Yonghui Wang, Shilun Shi, Chunxiu Han, Junyuan Peng. Study on Mechanical Properties of Glued Laminated Wood-Concrete Simply Supported Composite Beams[J]. STEEL CONSTRUCTION(Chinese & English), 2023, 38(7): 1-11. doi: 10.13206/j.gjgS23011002

胶合木—混凝土简支组合梁力学性能研究

doi: 10.13206/j.gjgS23011002
基金项目: 

国家自然科学基金项目(51308269,52068068,51708486)

详细信息
    作者简介:

    刘一凡,男,1998年出生,硕士研究生

    通讯作者:

    王鹏,男,1979年出生,博士,副教授,硕士生导师,wangpengletter@163.com。

Study on Mechanical Properties of Glued Laminated Wood-Concrete Simply Supported Composite Beams

  • 摘要: 胶合木-混凝土简支组合梁结合了胶合木与混凝土两种材料的结构力学特性,木梁通过剪力连接件与混凝土板形成一个整体,以此达到共同工作的作用。目前,在多高层建筑以及木结构建筑中得到了广泛的应用。另外,木结构符合绿色建筑的发展理念,发展木结构建筑可以降低建筑行业对环境的影响,具有十分重要的意义。为研究荷载形式和栓钉布置方式对胶合木-混凝土简支组合梁的滑移、挠度以及内力的影响,主要利用ANSYS软件进行建模分析,并与均匀情况布置下的栓钉进行对比分析,从而验证模型的正确性。基本假设为胶合木与混凝土为理想的线弹性材料,不考虑混凝土的开裂,基于此,讨论荷载形式、栓钉布置方式对滑移、挠度和内力的影响。建模思路:对于混凝土C30采用Solid 65单元进行建模,木梁则采用Solid 45单元,而栓钉则采用Conbine 39,栓钉本构采用Lukaszewska E中所拟合出的SST+S型号的连接件。同时进行参数化分析,输出组合梁的滑移、挠度和内力,并与胶合木-混凝土简支组合梁理论值做对比分析。结果表明:虽然木材是一种正交各向异性的材料,但是可以按材料力学的相关理论取与受力方向一致的弹性模量,通过钢-混组合梁的理论公式来推导胶合木-混凝土组合梁的公式,并且其滑移分布规律与钢-混组合梁分布规律一致,呈现出梁端大、中间小的分布规律,其有效刚度可以采用欧洲规范EN 1995-1-1中的“γ”进行计算,误差非常小;可以通过钢-混组合梁滑移理论的思路来推导胶合木-混凝土组合梁滑移理论公式,误差在7%左右;在剪力图面积大小相等时,对称集中荷载下组合梁的滑移及挠度最大,在工程中应尽量避免;在大多数荷载作用下,应根据滑移图合理分段布置栓钉,可以有效减少组合梁的滑移和挠度;ANSYS有限元软件可以正确模拟胶合木-混凝土简支组合梁,且具有很高的精度,为考虑正交各向异性的材料提供了方法和思路。
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  • 收稿日期:  2023-01-10

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