《鋼-竹組合構件的粘結與縱向抗剪性能研究》是依託寧波大學，由李玉順擔任負責人的國家自然科學基金資助面上項目。
基本介紹
- 中文名：鋼-竹組合構件的粘結與縱向抗剪性能研究
- 依託單位：寧波大學
- 項目負責人：李玉順
- 項目類別：面上項目
項目簡介,結題摘要,
項目簡介
竹材人造板與冷彎薄壁型鋼間通過膠粘劑複合而成的鋼-竹組合構件，有利於充分發揮材料的高強度，並可提高薄壁型鋼抗失穩屈曲承載能力，同時能夠實現建築結構體系良好的節能環保效果，而鋼-竹界面的粘結作用是保證組合構件中型鋼與竹板整體工作和共同受力的基礎。本項目擬通過系統的試驗研究與理論分析，針對鋼-竹界面的粘結機理、粘結強度、粘結滑移本構關係以及鋼-竹組合構件的縱向剪下受力變形特徵、縱向剪力傳遞機制、縱向受剪承載力設計計算等進行深入探討。通過本項目的研究，將建立鋼-竹界面的粘結強度計算理論和粘結滑移本構關係，合理評價長期荷載、反覆荷載以及衝擊荷載作用對鋼-竹界面粘結性能的影響，揭示鋼-竹組合構件的縱向剪力傳遞機制和影響縱向抗剪強度的各種因素，提出鋼-竹組合構件的縱向受剪承載力計算理論與設計方法，從而為鋼-竹界面的可靠粘結和鋼-竹組合構件的縱向抗剪設計提供理論依據，以促進建築業的綠色低碳發展。
結題摘要
鋼-竹界面的粘結作用是保證鋼-竹組合構件中型鋼與竹板整體工作和共同受力的基礎。通過本項目研究獲得如下結論：(1) 短期荷載作用下鋼-竹界面剪下粘結性能良好，複合膠結型界面試件的破壞具有明顯的延性特徵；外貼竹板正應力試驗值與擬合值吻合度高，以此為基礎計算剪應力與相對滑移較為可靠；鋼-竹界面剪應力與相對滑移分布具有兩頭大中間小的特徵，且界面下端的剪應力和滑移量明顯大於界面上端，剪應力最大值約為1.64MPa；鋼-竹界面剪下粘結承載力計算值與試驗值之間吻合較好，其計算誤差小於8%。(2)長期荷載作用後試件界面完整性良好，複合膠結型界面試件的破壞具有顯著的延性特徵；2組單純膠結型界面試件在長期荷載作用下承載力發生衰減，衰減係數分別為0.91與0.81；單純膠結型界面的剪應力與相對滑移分布具有兩頭大中間小的特徵，界面最大剪應力分別為1.41MPa和1.25MPa，與短期荷載試驗相比約衰減10%和20%，界面的相對滑移則略有增長；長期荷載作用下複合膠結型界面的承載力、粘結剪應力及相對滑移與短期荷載試驗相比不發生顯著變化，自攻螺釘可有效提高界面抗剪能力，按80mm間距加設自攻螺釘後界面最大剪應力可達到1.7MPa。(3)反覆荷載作用後的單純膠結型界面剪應力與相對滑移分布呈現兩頭大中間小的特徵，界面最大剪應力約為1.84MPa，與未施加反覆荷載的試件相比約衰減5%-10%，界面相對滑移則略有增長，反覆荷載載入位移處於非線性階段時界面承載力約衰減20%。複合膠結型界面試件反覆荷載作用後其承載力、粘結剪應力及相對滑移不發生顯著變化。鋼-竹組合試件在不同衝擊速度下，衝擊力大小隨衝擊速度的增加而逐漸上升，衝擊速度對衝擊力－沖頭位移曲線沒有太大影響。靜態試件的壓入試驗曲線與動態衝擊試驗曲線基本重合，在低速衝擊試驗速度範圍內試件沒有明顯的應變率效應。(4) 增大粘結面寬度和腹板高度、減小剪跨比，能有效提高鋼-竹組合工字形梁的縱向抗剪承載力，同時限制撓度發展；複合膠結型組合樓板與單純膠結型樓板相比，承載力提高，材料的強度得到充分發揮，破壞前具有明顯預兆。提出了鋼-竹組合梁、板縱向抗剪承載力計算公式及考慮滑移效應的變形分析理論，並進行了有限元分析，組合梁、板在極限荷載作用下的撓度變形、界面滑移及縱向抗剪承載力的理論值、試驗值及模擬值之間吻合較好。
