胶合木框架-玻璃组合墙抗侧力性能有限元研究

来源 :重庆大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:XFJ1988
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近年来随着国民经济的发展,现代胶合木结构以其优良的力学性能、高效的装配化、可再生生态环保等优势得到越来越广泛地推广。与此同时,建筑结构玻璃由于其采光、高强、美观、保温隔热等优良性能也越来越在建筑结构中作为其结构构件来使用。综合利用木材与结构玻璃各自的优势及特点,木-玻璃组合结构(Timber Glass Composite)可望成为一种建筑效果卓越、绿色环保同时兼具良好结构性能的新型结构形式。相对于中国传统木结构,现代胶合木结构无论是对建筑高度还是建筑跨度以及结构布置的灵活性都相较于传统木结构有着其独到的优势。现代梁柱式胶合木结构的结构体系一般为纯梁柱框架和框架带支撑结构以及轻型胶合木结构。在现代胶合木结构体系中,梁柱的节点采用不同形式的金属连接件进行连接。国内外都对现代胶合木不同结构体系及胶合木节点连接的受力性能及加固技术等方面取得了重大的突破和积累,但大多数都只是考虑了胶合木纯框架或者带支撑框架,然而在实际的木结构建筑中还存在大量的维护和附属结构如门窗和轻质墙体等,在欧美等国家对胶合木-玻璃组合结构因其生态环保等优良性能已经开展了很多研究,对胶合木-玻璃组合梁、墙等开展了试验和有限元分析。本文基于有限元方法提出了梁柱式木结构的半刚性节点和胶合木-玻璃胶黏剂连接的非常线性弹簧的有限元分析方法。通过数值模拟分析了胶合木框架-玻璃组合墙静力荷载作用下的抗侧性能,并对不同力学性能的结构胶黏剂以及跨高比和玻璃厚度的胶合木框架-玻璃组合墙进行了参数分析。在此基础上,对比研究了胶合木框架-玻璃组合墙与胶合木框架、轻木剪力墙在抗侧力性能上的差异。本文通过有限元方法得到的主要结论如下:(1)梁柱式胶合木纯框架的承载力较低,不宜单独作为抗侧力结构构件,但胶合木框架-玻璃组合墙的承载能力和弹性抗侧刚度较纯框架和胶合木框架内填轻木剪力墙提高十分显著。(2)胶黏剂的力学性能对胶合木框架-玻璃组合墙的抗侧力性能影响较大,本文采用的两种典型胶黏剂:硅树脂的强度比聚氨酯略大,弹模是聚氨酯的3倍,相对而言聚氨酯是一种柔性胶黏剂。但在承载力方面,聚氨酯连接的组合墙却比硅树脂连接的组合墙更大,聚氨酯连接组合墙极限承载力最大可为硅树脂连接的1.23倍,这是由于聚氨酯的变形能力更好,能够在较大滑移范围内使胶合木框架与玻璃板协同作用、共同受荷,充分发挥玻璃板的强度;而在抗侧刚度和变形能力方面都和胶黏剂的性能一致,硅树脂连接组合墙的抗侧刚度位移和极限位移约聚氨酯连接的1.9和0.44倍。(3)在延性和变形能力方面,胶合木纯框架和轻木剪力墙都表现出良好的延性,两类胶合木框架-玻璃组合墙的延性系数只有纯框架和轻木剪力墙的35%和13%,表现为脆性的破坏模式;硅树脂连接组合墙的极限位移分别为纯框架和轻木剪力墙的6.4%和10.7%,聚氨酯连接组合墙极限位移分别为纯框架和轻木剪力墙的14.7%和24.6%。其荷载-位移曲线都经历了三个阶段:加载初期荷载随位移线弹性增长阶段、当达到极限荷载后荷载随位移急剧的下降阶段、当侧向力下降到最小值后荷载随位移的缓慢增长阶段。(4)胶合木框架-玻璃组合墙结构的承载力和抗侧刚度将随着跨高比的增大而增加,跨高比对胶合木框架-玻璃组合墙的变形能力和延性影响较小。(5)胶合木框架-玻璃组合墙的承载力和抗侧刚度将随着玻璃厚度增大而增加,但玻璃厚度对其变形能力和延性影响较小。
其他文献
随着国际航运业的飞速发展,集装箱运输船舶的载运量也越来越大,船公司的业务量也越来越广泛,港口集装箱吞吐量的增大对港口自身提出了更高的要求。各港口竞争力的加剧,使得港口在不断提高服务能力的同时要考虑自己的生产成本。由于空间条件的限制以及设备采购成本高昂,要求港口更多的是从现有设备基础上进行合理的调度,从而提高港口生产效率,缩短客户的在港时间。因此港口设备调度成为研究的热点问题。在码头日常的生产业务中
超高性能混凝土(UHPC)具有超高强度、超高韧性和优异的耐久性。但UHPC的工作性不佳使它在工程应用中不易用于现场浇筑工程。主要原因是它的水胶比极低,单位用水量极少,水膜层极薄,粘度大,工作性差。本论文根据摩擦学基础理论,通过研究UHPC中水膜层厚度与固体颗粒间的接触性发现,UHPC在流动过程中存在流体摩擦和边界摩擦两种形式,边界摩擦力大于流体摩擦力。从而提出通过在UHPC中加入润滑调节材降低固体
随着国家建筑工业化政策的不断深入,混凝土制品因其生产周期短、质量易于控制及施工效率高等优点,已成为混凝土行业的重要发展趋势。相较于传统蒸汽养护方法能耗高、污染大等缺点,采用化学早强剂来提高混凝土早期强度,缩短脱模时间已成为混凝土制品行业未来绿色低碳发展的方向。以纳米C-S-H为代表的有机无机纳米杂化材料能加速水泥早期水化,缩短诱导期,提高混凝土的早期强度且不影响其长期性能,然而其对于水泥水化的影响
我国经济飞速发展,人们对建筑房屋的舒适性的要求越来越高,建筑能耗居高不下,新时代对建筑的节能设计提出了更严苛的要求,而我国太阳能资源丰富,为解决太阳能利用与建筑用能在时间上的矛盾问题,储能技术应运而生,利用相变材料在相变过程进行能量储存,实现太阳能跨时间利用。本文提出了一种以太阳能作为热源,空气作为传热介质的相变蓄能结构,将相变蓄热板与集热板整合为一体成相变蓄热墙体,利用集热侧与蓄热侧的温差使空气
由于石化行业近年来规模不断扩张,化工废液的排放处理问题已成为国家污染管控的重点区域,很多化工行业的减排压力日益增大。生产蛋氨酸的化工企业通常用焚烧法来处理以丙烯酸钠为代表的废液,在焚烧废液的燃烧器中,液滴的雾化、蒸发以及燃烧过程显得至关重要。研究单个废液液滴燃烧这一子过程成为废液喷雾燃烧的基础研究。之前的研究尚未对典型化工废液的热解及燃烧过程进行深入的研究,本文以生产蛋氨酸的企业生成的典型化工废液
工业经济飞速发展,环境污染的形势却日益危急。在众多空气污染物中,一氧化氮(NO)引起的酸雨、光化学烟雾、PM 2.5等物质严重威胁到人类的健康和生存,因此寻找一种快速、有效、无毒的方法来净化NO迫在眉睫。目前,已有若干方法应用于净化NO,其中光催化技术因高效、环保而被认为是最具潜力、可解决环境问题的技术之一。近五年,无机钙钛矿因其优异的光电性能且具有比有机钙钛矿更好的稳定性而持续获得各国学者的关注
边坡稳定可靠性评价是岩土工程中十分重要的研究内容,而岩土工程中土性参数的不确定性是影响边坡稳定的重要因素。由于所经历的地质、化学和环境作用的差异,土性参数整体呈现沿埋深变化的波动性和趋势性。描述岩土参数不确定性的常用数学模型分为随机变量模型和随机场模型两大类,随机变量模型忽略了土性参数的空间变异性;随机场模型能有效模拟土性参数的空间变异性,常用于边坡稳定可靠度分析。平稳随机场模型,通常假设土性参数
剪力墙构件是超高层建筑结构用于抵抗建筑物受到水平侧向力的主要构件之一。在国家“十三五”提出大力发展绿色建筑的大环境下,传统的钢筋混凝土剪力墙因墙体过厚、成本过高及湿作业过多等弊端,已无法满足社会发展需求。而双钢板-混凝土剪力墙有效结合了钢材与混凝土的性能优势,具有强度高、延性好、耗能能力强及便于施工等优点,目前在高层及超高层建筑中得到较广泛应用,对不同形式的双钢板-混凝土组合剪力墙抗震性能展开研究
目前,随着我国经济水平的不断提高,超高层建筑的数量也日益增长。钢板-混凝土组合剪力墙混合结构在超高层建筑中使用变得更加的广泛了,主要是因为其承载力高,同时能够有效地建筑的使用面积,相比较于一般的钢筋混凝土剪力墙,钢板-混凝土组合剪力墙具有很多的优势,包括抗震性,位移延性好、刚度大等,但是由于使用了高强度的混凝土,一般强度为C60及以上,其水灰比更低,加上内部有钢筋、钢板和栓钉的复杂约束环境,导致钢
薄壳结构因其富有建筑美感、跨越能力强、内部空间高大等优点而被广泛应用于工程结构。相对于平板而言,壳板通常被理解为受压构件,即,平板在横向载荷下主要表现为受弯,而壳板在竖向载荷下主要表现为受压,主要以压应力来抵抗外部作用。对混凝土构件而言,由于受弯破坏通常从受拉破坏开始,因而薄壳结构更有利于充分发挥混凝土“抗压不抗拉”的材料特性。然而,薄壳结构在竖向载荷作用下的力学响应,应该与壳板的空间形状有密切关