意杨旋切板胶合木(Poplar Laminated Veneer Lumber,简称意杨LVL)是由强度高、变异性小、小径级原木胶合而成的工程木。项目组利用意杨旋切板胶合木为原材料,提出一种由意杨LVL正交肋梁和上下表面覆盖OSB板组成的箱形楼盖---意杨旋切板胶合木正交肋梁楼盖,并对该楼盖进行系列受力性能研究。本文开展的研究工作是系列研究之一,主要研究肋梁连接节点形式和不同肋梁间距对楼盖中意杨LVL正交肋梁受弯性能的影响。研究工作和成果如下:(1)完成了意杨LVL物理力学性能试验,获得了意杨LVL的密度、含水率、抗拉强度、抗弯强度、抗压强度等材料性能参数,建立了材料在拉压状态下本构关系,为ABAQUS有限元分析提供理论依据。(2)设计并制作了 U型嵌套式、T型底座梁拖式及L型连接构造的3组正交肋梁节点连接试件,每组3个试件。试件尺寸均为1200 mm × 1200mm,内部由一根连续梁与两根短梁通过上述连接件组成正交肋梁节点。主要研究各肋梁节点试件的承载力、刚度与两个方向荷载分配的变化规律。研究结果表明:三种节点连接试件均为延性破坏,主要破坏现象为中间节点处连接件与木梁出现分离,部分自攻螺丝被拔出;肋梁端部出现不同程度的压溃;节点处两个方向传递的荷载符合正交肋梁的荷载分配规律。其中U型嵌套式整体刚度最小,节点变形较大;T型底座梁拖式与L型连接件刚度接近,变形较小。经过对比分析,选择L型连接件作为后续箱型楼盖中不同间距意杨LVL正交肋梁受弯性能试验中的肋梁节点连接件。(3)设计并制作了 4个尺寸为4800mm ×3600mm的意杨LVL肋梁试件,其中1个为传统单向肋梁试件.3个为短边方向肋梁间距分别是600mm、900mm与1200mm、长边方向肋梁间距均为600mm的正交肋梁试件。通过均布加载试验,研究不同肋梁间距下意杨LVL正交肋梁的节点连接损伤情况、荷载-应变曲线和荷载-位移曲线等性能。研究结果表明:当加载至7.5kN/m2时,4组肋梁试件均未发生较大破坏,整体受力性能仍较好。主要破坏现象为节点处自攻螺丝轻微拔出;连接件下部与意杨LVL木梁出现分离:肋梁与封边梁的端部位置出现轻微分离;四组肋梁试件在试验荷载为2.5kN/m2时的挠度均满足《木结构设计标准》(GB50005-2017)中规定的受弯构件挠度限值;肋梁间距的改变对楼盖肋梁的刚度有一定的影响,间距增大,刚度减小:箱型楼盖正交肋梁试件的刚度均高于传统单向楼盖肋梁试件。研究发现规范中的楼盖肋梁间距的规定比较保守。(4)运用交叉梁系法、双向板法和拟板法对正交肋梁受弯性能进行理论分析,并与试验实测值进行比较。结果表明交叉梁系法的计算结果与试验值相比,误差较大;拟板法计算较复杂,误差也较大;双向板法计算简便,误差最小。(5)通过ABAQUS有限元软件对节点试件和意杨LVL正交肋梁试件建立有限元模型,分析其在竖向荷载作用下的变形、应变发展、承载力与荷载位移曲线,并与试验结果进行对比,模型破坏现象与试验结果吻合,模型计算的荷载位移曲线与试验结果也吻合良好。基于本文的试验研究、理论分析与数值模拟,得出三种肋梁间距的楼盖肋梁试件都具有良好的受力性能;肋梁间距增大,肋梁的刚度减小:正交肋梁试件的刚度均好于传统单向楼盖肋梁:双向板法更适用于正交肋梁的挠度计算;建立的有限元模型计算能用于正交肋梁的分析计算。本文研究成果为后续意杨LVL箱形楼盖受力性能的研究提供了理论支撑。