【摘 要】
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在全球经济迅猛发展的背景下,居住环境的舒适性和建筑材料的环保问题逐渐成为人们关注的焦点。木结构建筑具有低碳环保、节能保温、抗震安全、建造迅速等特点,且原料可再生,在当今我国的森林覆盖面积不断增长以及木材进口渠道相对稳定的大背景下,木材作为建筑材料的应用愈发广泛。胶合木是一种常见的工程木制品,作为梁、柱等构件广泛应用于木结构建筑中,但是在实际工程中,因为木材腐蚀、虫蛀、使用功能改变等原因会导致现有胶
【基金项目】
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黑龙江省自然科学基金项目（LH2020E009）；
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在全球经济迅猛发展的背景下,居住环境的舒适性和建筑材料的环保问题逐渐成为人们关注的焦点。木结构建筑具有低碳环保、节能保温、抗震安全、建造迅速等特点,且原料可再生,在当今我国的森林覆盖面积不断增长以及木材进口渠道相对稳定的大背景下,木材作为建筑材料的应用愈发广泛。胶合木是一种常见的工程木制品,作为梁、柱等构件广泛应用于木结构建筑中,但是在实际工程中,因为木材腐蚀、虫蛀、使用功能改变等原因会导致现有胶合木梁承载力不足和变形过大等问题,而粘贴纤维复合材料、粘贴钢板及配筋等现有的胶合木梁加固方法虽然可以提高承载力,但是对刚度的提升并不明显,为此,课题组提出一种新型胶合木梁加固方法——胶粘增大截面法,通过胶粘方式在梁底新增一定截面高度的胶合木层板,有效提高胶合木梁的承载力和刚度,同时发挥木材作为加固材料的环保特性。本次试验以樟子松为材料,制作尺寸为2850mm×50mm×140mm的胶合木梁18根、尺寸为2850mm×50mm×120mm的胶合木梁6根,考虑到实际工程中加固施工条件有限,在进行新增层板的胶粘时无法达到胶合木梁层板胶合的标准压应力,故试验中选择以0.4N/mm~2的压应力进行新增层板与原胶合木梁的胶粘加固施工。试验通过改变胶合木梁胶粘新增高度,研究胶粘增大截面法加固胶合木梁的受弯性能,对各组胶合木梁的破坏形态、极限承载力、抗弯刚度、延性等受弯性能进行分析,结果表明:胶粘增大截面法能有效提高胶合木梁极限的承载力和刚度,且提高幅度随新增截面高度的增加而增加,与普通胶合木梁相比,在梁底胶粘增高20mm与40mm的加固胶合木梁,其极限承载力分别提高了22.79%与37.50%,抗弯刚度分别提高了20.81%与66.31%。但是胶粘增大截面法加固胶合木梁的承载力较相同截面高度的普通胶合木梁相差11.21%,这是因为在胶粘增大截面法施工中,新增层板与原胶合木梁的胶粘压应力小于胶合木梁层板胶合的标准压应力,导致加固胶合木梁的受弯性能较相同截面的普通胶合木梁有所降低。为了提高胶粘增大截面法中新增层板与原胶合木梁的胶粘效果,减少因胶粘压应力不足导致的承载力削减,对加固后的胶合木梁沿横向自跨中向两端对称增设6组U型箍,研究增设U型箍对胶粘增大截面法加固胶合木梁的影响,试验结果发现:与常规加固梁相比,在梁底胶粘增高20mm与40mm的U型箍加固梁承载力提升幅度分别增加了14.30%与24.88%,说明增设U型箍是提高胶粘增大截面法加固胶合木梁胶粘效果的有效手段,能提高胶粘增大截面法加固胶合木梁的承载力提高幅度,同时还能提高加固胶合木梁的延性,改善普通胶合木梁与加固胶合木梁的破坏形态。使用ABAQUS有限元软件对试验梁进行三维实体建模,建立通过胶粘增大截面法胶粘新增不同高度的试验梁有限元模型,结合试验数据进行参数输入并提交分析,将分析结果与试验结果进行比对,验证模拟分析的合理性,并对多种U型箍增设方案下的胶合木梁有限元模型进行模拟分析,给出了最合理的U型箍布置方案。
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