小徑木輕型木結(jié)構(gòu)體系及受力性能研究.pdf

1、小徑木是指徑級較小的原木，主要來源于人工林撫育期間的間伐作業(yè)，是一種較廉價(jià)的自然資源。我國小徑木的產(chǎn)量很大，但利用效率較低，經(jīng)濟(jì)效益較差，主要用作生產(chǎn)非結(jié)構(gòu)用板材和造紙的原料，甚至直接用作燃料。為充分、合理利用小徑木，本文基于輕型木結(jié)構(gòu)體系研發(fā)了小徑木輕型木結(jié)構(gòu)體系，提出了小徑木組合墻骨、小徑木墻骨剪力墻、小徑木鋼木組合擱柵、小徑木鋼木組合屋架以及小徑木組合樓蓋等5種構(gòu)件的構(gòu)造方案，對這些構(gòu)件進(jìn)行了試驗(yàn)研究、數(shù)值分析和理論分析，并給出了

2、各類構(gòu)件的承載力設(shè)計(jì)計(jì)算方法。研究表明提出的小徑木輕型木結(jié)構(gòu)體系的各類構(gòu)件具有良好的受力性能，可以作為輕型木結(jié)構(gòu)中對應(yīng)構(gòu)件的替代品使用。
　　對小徑木的材性進(jìn)行了研究。通過對295個(gè)清材小試件和61個(gè)足尺構(gòu)件進(jìn)行材性試驗(yàn)，測定了東北落葉松小徑木的物理力學(xué)性能，得到了其抗彎強(qiáng)度、抗彎彈性模量、順紋抗拉強(qiáng)度、順紋抗壓強(qiáng)度和順紋抗剪強(qiáng)度等物理力學(xué)性能指標(biāo)，推測了東北落葉松小徑材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。
　　制作了36根小徑木組合墻骨，組成1

3、2個(gè)試件，對其6個(gè)試件進(jìn)行了軸心受壓試驗(yàn)，對另6個(gè)試件進(jìn)行了偏心受壓試驗(yàn)，獲得了其承載力和破壞形式。建立了小徑木組合墻骨的有限元模型，對其受力性能進(jìn)行了分析。推導(dǎo)了小徑木組合墻骨的換算長細(xì)比計(jì)算式，計(jì)算了其穩(wěn)定承載力，并給出了小徑木組合墻骨承載力設(shè)計(jì)值的計(jì)算方法。
　　制作了15片足尺小徑木墻骨剪力墻，進(jìn)行了水平低周往復(fù)荷載試驗(yàn)，獲得了其滯回曲線及破壞形式，經(jīng)計(jì)算得到了墻體的各項(xiàng)承載性能指標(biāo)。建立了覆面板釘連接的滯回模型，并應(yīng)用該

4、模型在ABAQUS中通過子程序建立了自定義釘連接單元，進(jìn)而建立了剪力墻有限元模型，對小徑木墻骨剪力墻的水平受力性能進(jìn)行了參數(shù)分析。最終給出了小徑木墻骨剪力墻的抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。
　　制作了18榀足尺小徑木組合擱柵和6榀組合屋架，進(jìn)行了擱柵受彎試驗(yàn)和屋架受力性能試驗(yàn)，獲得了小徑木組合擱柵和屋架的荷載-位移曲線和破壞形式。建立了小徑木組合擱柵和屋架的有限元模型，分別對其進(jìn)行了有限元分析，研究了不同構(gòu)造改進(jìn)措施對小徑木組合擱柵和屋架受力性