箍筋增强型竹梁力学及疲劳性能研究

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我国在进行大规模经济建设时,传统的建筑材料消耗越来越大,同时给我国环境也造成很大的影响,目前多省市出现的雾霾现象,有一部分就是由混凝土、钢铁等高耗能高污染的材料产生的大量废气、废水、废渣造成的。因此寻求绿色环保的建筑材料来代替高能材料,是发展低碳经济、降低能源污染的根本保障。竹子具有繁殖速度快、抗拉强度高、抗震性能好等优点,是一种轻质、高强、多功能的新型建筑材料。但是天然原竹粗细长短不一,截面形状不规则大大限制了其在建筑行业的使用,因此开始将竹子经过加工制成形状规则的竹胶板、竹胶梁。本文针对胶合竹梁在工程应用中刚度低、力学性能离散、破坏模式脆性等缺陷,提出了箍筋增强的方式,利用箍筋的约束作用提高竹梁的刚度和强度,并探讨不同的箍筋材料及不同的箍筋间距对竹梁刚度、强度提高的效果。本文以胶合竹梁作为研究对象,分别用不同的材料以及不同的间距为各竹梁试件加箍筋,并对无箍筋和加箍的两种竹梁进行抗弯试验研究,对比两种竹梁的试验结果及破坏形态。利用ansys有限元软件分别建立两种竹梁的模型,并分别对其进行静力和疲劳分析,研究箍筋是否可以提高竹梁抵抗疲劳荷载的能力。研究表明对竹梁配置箍筋,增强了胶合板之间的约束和层间粘接力,同时对受弯强度、刚度以及疲劳性能也有很好的改善,有效的克服其力学性能离散的缺点,同时也证明了竹梁平截面假定的成立。得出不同箍筋材料及不同的加箍方式对竹梁力学性能的提升程度。另外疲劳分析表明相同应力幅下箍筋增强型竹梁的许用次数大于裸梁许用次数,进一步说明箍筋具有提高竹梁抵抗疲劳荷载的能力。可以使竹子广泛的应用到建筑行业,对于节能减排,抗震等方面也能做出较大的贡献。
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