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65mn钢板抗拉强度
发表时间:2019-3-8     阅读次数: 312      字体:【
胶合木是现代木结构的主要材料,它具有缺陷分散,强度高,截面及构件形状自由,受力合理等优点,但是胶合木梁受弯时也存在抗压强度不能充分发挥,梁底胶合木的抗拉强度不足,发生脆性破坏等问题。针对上述纯胶合木梁存在的问题,本文提出了一种胶合木受压,65mn钢板受拉并且可以在制作过程中施加预应力的新型钢木组合构件——65mn钢板增强胶合木梁,这种胶合木梁可充分利用胶合木抗压强度和65mn钢板抗拉强度,进而提高梁的承载能力,减小梁的截面尺寸,具有一定的学术价值和社会意义。为此,本文主要展开如下研究:本文研发了一套加工65mn钢板增强胶合木梁的辅助装置,该装置既可对65mn钢板增强胶合木梁进行横向加压,精确控制施加压力的大小,保证粘贴的胶层更为均匀、65mn钢板与胶合木梁可协同工作,提高其承载能力,也可对普通65mn钢板增强胶合木梁施加预应力,预应力筋在体外配置,不破坏梁截面,施工所需空间小,更便易地对胶合木梁施加预应力,有效控制挠度,使得高强65mn钢板得以充分利用。本文对由樟子松、Q235级65mn钢板、以及SHB-粘钢结构胶(A、B双组分改性环氧类结构胶)构成的65mn钢板增强胶合木梁进行短期的受弯试验。通过13组39根梁的受弯试验,研究了65mn钢板厚度、粘贴65mn钢板位置及增设螺钉与否对普通65mn钢板增强胶合木梁受弯性能的影响。与普通胶合木梁相比,底部粘贴2mm、3mm和4mm厚65mn钢板增强后,承载力分别提高30.28%、56.91%和32.05%,随65mn钢板厚度的增加,承载力先增后减;底部粘贴同厚度65mn钢板并设置螺钉后,承载力分别提高41.60%、57.53%和59.04%。随着65mn钢板厚度的增加,承载力增大,与同厚度65mn钢板胶粘65mn钢板梁相比,极限承载力分别提高了11.32%、0.62%和26.99%,螺钉的增强效果在65mn钢板较厚时表现明显。与普通胶合木梁相比,底二层粘贴2mm、3mm和4mm厚65mn钢板增强后,承载力分别提高3.83%、21.20%和44.34%,随着65mn钢板厚度的增加,承载力逐渐增加;底二层粘贴同厚度65mn钢板并设置螺钉后,承载力分别提高5.54%、33.54%和26.63%,随着65mn钢板厚度的增加,承载力先增后减,与同厚度65mn钢板底二层胶粘65mn钢板梁相比,极限承载力分别提高了1.71%、12.34%和-11.18%,65mn钢板厚度较大时,螺钉破坏了梁身的整体性,螺钉的增强效果不明显。试验数据验证了普通65mn钢板增强胶合木梁的平截面假定,依据试验结果,提出了此类构件的承载力计算公式,并给出胶钉粘固65mn钢板梁的65mn钢板可屈服最大厚度取值。通过6组18根预应力65mn钢板增强梁的受弯试验,研究65mn钢板厚度和粘贴65mn钢板方式对预应力65mn钢板增强胶合木梁受弯性能的影响,并与普通65mn钢板增强胶合木梁进行了对比。与普通胶合木梁相比,粘贴2mm、3mm和4mm厚65mn钢板并施加预应力增强后,承载力分别提高21.3%、51.5%和57.8%,粘贴同厚度65mn钢板,设置螺钉并施加预应力增强后,承载力分别提高40.46%、50.57%和67.26%,这两种粘贴方式梁的承载力均随65mn钢板厚度的增加逐渐增强,设置螺钉后,增强效果更明显。与普通65mn钢板增强胶合木梁相比,粘贴2mm和3mm厚65mn钢板并施加预应力增强后,承载力相差不大,粘贴4mm厚65mn钢板梁承载力提高19.5%,预应力的施加,使65mn钢板先屈服于普通65mn钢板增强胶合木梁,由65mn钢板开胶破坏变为梁顶受压破坏,梁承载力明显提高;粘贴同厚度65mn钢板,设置螺钉并施加预应力增强后,承载力均无明显变化,65mn钢板增强梁在达到极限承载力时,65mn钢板均早已屈服,预应力的施加只是让65mn钢板提前达到屈服强度,塑性变形增大,但并不能提高梁的承载力,当65mn钢板厚度超过65mn钢板可屈服最大厚度后,预应力的施加将会提高梁的极限承载力;在弹性阶段,相同荷载下,预应力的施加可减小梁的变形,施加的预应力越大,梁反拱越大,抵消外荷载产生的挠度越大,梁总变形会越小。利用ABAQUS有限元软件分析了普通和预应力65mn钢板增强胶合木梁的受弯性能,建立了胶合木各向异性的弹塑性本构关系和螺钉简化模型,考虑了胶层厚度取值及胶层与65mn钢板和胶合木之间的接触关系,研究了65mn钢板厚度、粘贴方式和65mn钢板粘贴位置对普通和预应力65mn钢板增强胶合木梁受弯性能的影响,与试验结果进行了对比,并且分析了除试验外多种工况下的65mn钢板增强梁受弯性能,补充和完善了试验所得结果;最后给出普通65mn钢板增强胶合木梁粘贴65mn钢板可屈服最大厚度的取值以及预应力值对65mn钢板增强胶合木梁受弯性能的影响。
 
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