论文部分内容阅读
为了推广现代竹结构在大跨度建筑领域在我国的应用,对大跨度胶合竹屋架体系的受力性能研究十分有必要。大跨度胶合竹结构屋架是现代大跨度竹结构中的关键构件,其承载能力影响着整个结构的安全性能。本文旨在通过对大跨度胶合竹结构屋架的试验受力性能研究,为大跨度胶合竹屋架在国内的设计和应用提供参考。本文以某在建的实际工程为研究背景,参照GB50329-2012《木结构试验方法标准》对2榀跨度均为20m的大跨度胶合竹结构全竹屋架和“人”字形钢-竹屋架进行静力加载试验。通过试验得出并分析两榀大跨度胶合竹屋架试件的荷载-跨中位移关系,了解两榀大跨度胶合竹屋架试件可能的破坏形态。运用SAP2000进行简单的有限元分析,将有限元分析所得的试件各主要杆件的荷载-应变曲线与试验试件各主要杆件的试验结果进行对比分析。试验结果表明:胶合竹屋架的破坏属于脆性破坏,两榀屋架的破坏形式主要表现在上弦杆的破坏,采用高强钢拉杆作为下弦拉杆的钢-竹屋架体系各项性能优于传统桁架形式的竹屋架体系,在实际工程应用中可优先考虑采用下弦钢拉杆的钢-竹屋架。对试验进行的有限元模拟分析,有限元分析结果与试验结果总体吻合较好。同时采用中国《木结构设计规范》GB50005-2003计算方法,结合两榀跨度均为20m的大跨度胶合竹屋架试件的破坏形态,对这两榀大跨度胶合竹屋架试件进行承载力计算。通过计算,发现中国《木结构设计规范》GB50005-2003计算的屋架承载力与试验结果比较接近,中国规范都能较好评估屋架的承载力。在大跨度胶合竹屋架设计中可以参考运用中国《木结构设计规范》GB50005-2003进行计算分析。最后在试验的基础上,对大跨度胶合竹“人”字形钢-竹屋架进行优化,设计了株洲炎陵胶合竹仓库跨度为18m的大跨度胶合竹屋架。通过算例分析介绍了大跨度胶合竹屋架的设计过程,同时设计了相同跨度的门式刚架轻型钢结构,在一榀框架的基础上对比分析胶合竹结构相比于钢结构的优势,大跨度胶合竹结构屋架经济性更好。