1. 研究目的与意义
本课题结合我国丰富的竹材资源,将竹胶合板作为腹板,竹集成材作为翼缘从而形成一种新型的竹工字形梁。
采用试验研究和理论分析拟相结合的研究方法,对预制梁的破坏机理进行系统研究。
本研究项目具有重要的理论意义和应用价值,为现代竹木建筑结构的设计、推广和应用提供试验资料和理论基础。
2. 国内外研究现状分析
欧阳煜和李游[1]通过8根圆形木梁进行静力试验,研究碳纤维增强复合材料布加固受损木梁的抗弯性能,包括破坏特性、极限荷载、刚度、截面应变等结构性能,对在实际工程中已经受损的木梁加固后的结构性能进行研究。试验证明cfrp布加固受损木梁具有良好的效果,能够有效提高木梁的承载力和刚度,对碳纤维工程加固的应用具有一定的参考价值。
姬卓[2]以现有的研究成果为基础进行了深化研究。采用9根木梁进行试验,其中8根为cfrp材料加固木梁,1根为对比梁(原木梁)。试验分为w组(未加固原木梁)、c组(cfrp材料加固木梁)及y组(cfrp材料预应力加固木梁)。试验主要研究了不同的cfrp材料粘贴方式和不同的粘贴厚度等因素对于木梁加固效果的影响,通过分析荷载与应变及挠度的关系,得出不同构件的加固效果。经分析试验结果得不同的加固方式对于木构件的极限承载能力、刚度及延性的提高侧重点和幅度是有很大差异的,但木构件的性能都得到了极大的改善。
沈旸[3]在实地取样基础上,以一层单箍、二层双箍两种方式分别对部分旧木梁进行了加固。通过试验和计算分析,对cfrp加固新、旧木梁前后的抗弯强度进行比较,结果显示cfrp修缮木结构的效果全面优于整体更换新木梁。其中,采用一层单箍的方式加固更为经济实用(可提高抗弯强度 15%~70%左右);采用二层双箍方式加固虽然提高幅度的性价比下降(可提高抗弯强度 70%~90%左右),但效果更为安全稳定。即便是受损较为严重的旧木梁,经 cfrp 加固后,其承载能力可得到明显提高,甚至优于比未受损的新木梁。利用以上两部分成果得cfrp 加固木梁存在很大的离散性。木梁本身条件(如木节、干缩裂缝、自然或人为破坏等因素)和cfrp加固方式,对于木梁极限承载力的影响也十分关键。同时,根据《木结构设计规范》推导了cfrp加固木梁的抗弯强度计算公式。
3. 研究的基本内容与计划
搜集资料,了解毕业论文内容与各项步骤,查看相关论文期刊,了解目前国内外同类研究概况撰写开题报告和文献综述。会运用有限元分析软件进行构件分析计算,熟练操作tds采集仪、邦威电液伺服作动器和非接触式全场csi-vic-2d/3d应变量测系统。
1)参照书本及资料,进行腹板开洞竹工字形梁受力性能的试验研究与分析的研究实验
2)处理实验所得数据,及时发现并解决试验中存在的问题。进行实验结果以及论文的检查,查漏补缺,提交毕业论文初稿。
4. 研究创新点
1)安全性高,由于质量轻、弹性好,竹子的抗震功能非常突出。
2)耐用性,经过适当处理的竹材使用寿命可达30年之久,而且,竹材种类的精心选择、防腐处理、辅助材料的使用以及老化或损坏部分的定期更换等等都能增加竹房屋的耐用性。
3) 灵活性强,竹建筑的设计和建造更具灵活性,优点之一就是能够通过更换损坏部分而得到经常性的维护。而且,传统技术在现代建筑设计中的合理应用则是竹子的另一个优点。
