杉木目测等级规格材抗拉强度长度尺寸效应

以人工林杉木规格材作为研究对象,研究了不同目测等级下规格材测试长度与其抗拉强度之间的相互关系;通过斜率法和形状参数法求出了高、低目测等级组试件抗拉强度5%分位值和50%分位值的长度尺寸效应系数.结果表明:用非参数法求得的高、低目测等级组试件抗拉强度5%分位值的长度尺寸效应系数分别为0.12,0.25,50%分位值的长度尺寸效应系数分别为0.17,0.29,低目测等级组试件的长度尺寸效应系数大于高目测等级组试件;该长度尺寸效应系数可以在人工林杉木规格材的实际应用中使用;利用两参数威布尔分布拟合所测强度时,除高目测等级组试件抗拉强度5%分位值外,用形状参数法估计的参数与用非参数方法求得的参数的倒数近似.     

落叶松锯材抗弯强度尺寸效应

以兴安落叶松锯材为研究对象,研究了不同目测等级下锯材尺寸与其抗弯强度之间的关系.试验选取1961根6.5、9.0和14.0 cm3种宽度尺寸的目测等级锯材,每个宽度尺寸分为高、低目测等级组,按照每组试件宽度18倍的测试跨度测试锯材的抗弯强度.利用斜率法和形状参数法确定高、低目测等级组抗弯强度5％分位值的长度与宽度的组合尺寸效应.研究结果表明,斜率法获得高、低目测等级组试件抗弯强度5％分位值的组合尺寸效应分别为0.19和0.23.     

木结构用杉木规格材抗弯强度的长度尺寸效应

选取206根人工林杉木规格材,按照动态弹性模量配成3个测试组,研究了规格材测试跨度与其抗弯强度之间的依存性,并利用斜率法和形状参数法求得抗弯强度5%分位值和50%分位值的长度尺寸效应.结果表明,斜率法获得杉木规格材抗弯强度5%分位值和50%分位值的长度尺寸效应系数分别为0.43,0.33,均大于国外研究结果,特别是ASTM D1990的推荐值;当利用二参数威布尔分布函数拟合所测抗弯强度时,用形状参数法求得的参数k为4.41,4.40,大于用斜率法所获得的长度尺寸效应系数的倒数;试验获得的长度尺寸效应系数可在实际工程中应用.     

兴安落叶松结构用规格材强度特征值的研究

以截面尺寸为40mm×65mm,40mm×90mm和40mm×140mm国产兴安落叶松结构用规格材为研究对象,参照GB 50005—2003《木结构设计规范》的目测分等规则,将其分为Ⅰc,Ⅱc,Ⅲc和Ⅳc这4个等级.根据ASTM D4761-02a对其进行抗弯弹性模量、抗弯强度、顺纹抗拉强度和顺纹抗压强度测试.参照ASTM D2915-03,利用非参数法估计得到国产兴安落叶松结构用规格材的不同强度特征值,结果表明,其强度特征值高于进口云杉松冷杉(S-P-F)结构用规格材.通过足尺测试获得结构用规格材强度特征值,改变了GB 50005—2003现有强度特征值由无疵小试样推导而得的历史,同时为获得其他国内树种结构用规格材强度特征值提供了科学方法.     

落叶松结构用规格材分级研究

选取截面尺寸为40mm×90mm的兴安落叶松规格材为研究对象,参照GB 50005—2003对规格材进行目测分级及足尺弯曲测试,依据足尺弯曲性质设定落叶松规格材机械分级的等级边界条件,并对规格材进行机械分级.结果表明：目测分级中高等级规格材（Ⅰc~Ⅲc）的比例相对较高,落叶松规格材的主要降等缺陷为节子、轮裂/干裂和腐朽;以弹性模量为界限指标,可以将落叶松规格材划分为M14,M30和M40这3个强度等级;落叶松规格材等级强度从大到小的排列顺序为：M40,Ⅰc,M30,Ⅲc,Ⅱc,M14;机械分级后的规格材其强度性质更加稳定,规格材的价值得到明显提高.综合比较,中国商品林落叶松规格材更适合机械分级.     

结构用规格材抗弯强度的尺寸效应

以兴安落叶松（larix gmelini）40mm×65mm×4000mm,40mm×90mm×4000mm,40mm×140mm×4000mm的Ⅰc和Ⅲc等级规格材为例,根据美国材料试验协会标准ASTM D4761 05对试样进行抗弯强度测试,研究兴安落叶松规格材抗弯强度在长宽比为18∶1时的长宽比尺寸效应因数.结果表明：兴安落叶松规格材抗弯强度的长宽比尺寸效应因数存在等级间差异;Ⅰc等级的长宽比尺寸效应因数为043,Ⅲc等级的长宽比尺寸效应因数与强度百分位数之间存在线性关系.     

钢纤维超高性能混凝土单轴受压试验研究

通过单轴受压试验,研究试件的钢纤维体积率、形状效应以及尺寸效应对钢纤维超高性能混凝土抗压性能、破坏形态和弹性模量的影响。同时,由应变片测得了钢纤维超高性能混凝土的弹性模量等材料力学性能参数。试验结果表明:试件的钢纤维体积率、形状效应以及尺寸效应对钢纤维超高性能混凝土的抗压性能均有重要影响。其中抗压强度试验结果表明:钢纤维体积率2.0%的试件的抗压强度约为钢纤维体积率1.5%的1.5倍;高径比1的试件的抗压强度约为高径比4的1.5倍;钢纤维超高性能混凝土抗压强度尺寸效应换算系数较对照组小,表明钢纤维超高性能混凝土试件的形状效应和尺寸效应现象更为显著;弹性模量为不敏感的材料参数。     

搭接宽度对打印混凝土基本力学性能的影响

混凝土层叠打印成型时,其力学性能受工艺的影响较大。为探究打印过程中条带的搭接宽度对打印混凝土构件的抗压强度、双向劈裂抗拉强度的影响,使用极坐标系3D打印机按不同的搭接宽度,打印了多组混凝土立方体试件,并与现浇试件的抗压及劈裂性能做了对比试验。结果表明,层叠打印构件的抗压强度折减明显,搭接宽度较低时折减可达到一半,随着搭接宽度的提升,打印试件的抗压强度呈非线性增长;打印试件顺纹横纹下的截面劈裂抗拉强度均低于现浇试件,顺纹折减更加明显。搭接宽度的增加会提升双向抗拉强度,对于顺纹截面,搭接宽度较低时提升明显,后趋于稳定,对于横纹截面,其主要呈现为一种线性变化形式,趋于现浇抗拉强度。     

花旗松胶合木销槽顺纹承压性能影响因素研究

对50个花旗松胶合木销槽顺纹承压试件进行试验,研究开槽方式、试件尺寸(厚度、高度和宽度)及螺栓直径等因素,对销槽顺纹承压性能的影响.分别采用5％d偏移法和5 mm位移法确定销槽顺纹承压强度,将理论计算模型与试验结果进行对比,结果表明,销槽平行层板宽度时,销槽的顺纹承压强度降低较明显;试件尺寸和螺栓直径对销槽顺纹承压强度有一定影响,但影响不大;按5 mm位移法和5％d偏移法确定的胶合木销槽顺纹承压强度较接近;NDS/GB50005标准的计算模型与试验结果吻合较好.     

高强混凝土抗压强度尺寸效应综述

尺寸效应是准脆性材料的固有特征.通过对以往110组的HSC抗压强度试验数据的统计分析,得出以15 cm立方体试件抗压强度为基准,对于10 cm立方体试件的尺寸换算系数为0.91;随着基准抗压强度的增大,尺寸效应换算系数略有减小的趋势.混凝土的脆性越大,其尺寸效应越明显.且分析了造成HSC尺寸效应更加明显的原因.     

结构用胶合木性能若干影响因素

以落叶松、杉木为研究对象,研究了影响胶合木强度性能的齿顶宽、指接方向、指接单元等级、指接头、层积施胶量和压力等若干重要因素.试验选取744块落叶松锯材、2516块杉木锯材,采用2种结构用胶、5种齿长、2种指接单元等级、6种层积涂胶量、5种层积压力等作为指标变量,测试了指接材抗弯、抗拉强度和层积材的胶合性能.结果表明：指接材的强度不总是随齿长的增大而提高,其胶合后的强度主要受同截面内齿顶宽累积量所决定;垂直指接材的平向抗弯、顺纹抗拉强度不低于水平指接材,指接方向应由产品的承载方向确定;指接工艺不会降低大尺寸指接材的强度设计指标;层积施胶量和压力应与使用设备的实际产出相协调.     

Research on mechanical behaviour of overlapped CHS-to-SHS welded N-joints

An experimental programme and associated parametric analysis of overlapped CHS-to-SHS welded N-joints were carried out. Two partially overlapped CHS-to-SHS welded N-joints were tested to failure under overlapping brace axial compression and chord axial loading. Elastic-plastic large deflection finite element analysis (FEA) of the experimental joints was performed and the FEA results for the failure mode and ultimate capacity are found to be in good agreement with the tests results. A detailed parametric study is subsequently conducted to examine the failure modes and to study the effect of geometric parameters and chord forces on the ultimate bearing capacity of the joints. The analytical results show that there are four possible failure modes of the joint under overlapping brace axial compression. It also reveals that brace-to-chord width ratio, chord width-to-its thickness ratio and brace-to-chord thickness ratio have a large effect on the failure mechanism and ultimate bearing capacity of overlapped CHS-to-SHS N-joints. Furthermore, the effect of chord compression force on the ultimate bearing capacity of the joints cannot be neglected.     

Mechanical performances of concrete-filled steel tubular stub columns with round ends under axial loading

An experimental study of 22 concrete-filled round-ended steel tubular (CFRT) stub columns under axial compression is conducted compared with 4 circular concrete-filled steel tubular (CFT) stub columns. The influences of width–thickness ratio, concrete strength, steel yield strength and wall-thickness of steel tube on the ultimate bearing capacity of the CFRT columns are discussed. The 3D finite element (FE) model is also developed to analyze the behavior of the CFRT columns under axial compression. From the results, local buckling of the round-ended steel tube associated with shear failure of in-filled concrete could be observed. With the increasing width–thickness ratio, the corresponding load–strain curves have a shorter elastic–plastic stage. The parametric studies indicate that the concrete strength, tube thickness and width–thickness ratio of the steel tube also have a great effect on the ultimate bearing capacity. The numerical results also show that the confinement effect of the stub columns decreases with the increasing width–thickness ratio. A practical calculation formula for the bearing capacity of the CFRT stub columns is proposed, which is well in agreement with the experimental results.     

热轧H型钢组合柱轴压承载性能研究

热轧H型钢组合柱是由热轧H型钢与钢板焊接拼合而成,并在内部灌注混凝土形成钢-混凝土组合截面构件。为研究热轧H型钢组合柱的轴压承载性能,完成了3个热扎H型钢组合短柱轴压试验,得到了试件在轴压荷载下的破坏形态、荷载-位移关系曲线和荷载-应变关系曲线等。建立了经试验验证的精细化有限元模型,并以钢材强度、混凝土强度和长细比为关键参数进行分析。研究结果表明:热轧H型钢组合柱的延性很好,但是试件端部H型钢外伸翼缘由于约束较弱,所以轴压荷载作用下先行屈曲;试件截面中部腹板拼接焊缝处钢板的宽厚比较大,易出现局部稳定问题;采用的有限元模型可准确模拟试件在轴压荷载下的破坏形态、荷载-位移关系等。在混凝土强度等级C20~C90、钢材强度等级Q235~Q420范围内,基于试验和有限元分析结果,提出钢-混凝土组合构件的轴压短柱承载力和中长柱的稳定承载力计算公式,公式计算结果与试验值及有限元分析值吻合较好。     

基于Weibull分布的钢筋混凝土通电加速可靠性评估

将3种强度等级的钢筋混凝土棱柱体置于盐渍土中进行恒电流通电加速试验,定期利用电化学工作站进行无损检测,选择Weibull分布进行可靠性建模,采用中位秩法、查表法和极大似然法对形状参数与尺度参数进行估计.结果表明:在盐渍土通电加速环境下,可靠度曲线表现出三阶段变化特点,失效率初期较小而后期急剧增大;3类参数估计方法中,尺...     

单轴受压状态下的混凝土力学特性研究

进行了10-5/s、10-4/s、10-3/s三种应变速率下C30混凝土单轴压缩试验,对比并分析了混凝土的单轴受压强度、变形特性以及弹性模量等力学性能.试验结果表明,随着反应速率的不断增加,混凝土极限抗压强度呈增加的趋势,混凝土的峰值应变呈减小的趋势,单轴受压状态下混凝土的动态弹性模量比静态弹性模量陡然减小.     

Behaviour of concrete-filled steel tubular members subjected to shear and constant axial compression

Concrete-filled steel tubes (CFST) are used extensively in modern civil engineering. In many cases, they are often subjected to shear and constant axial compression, particularly when being used in high-rise buildings. ABAQUS Programming is used in this paper for the analysis of CFST subjected to shear and constant axial compression. A comparison of results calculated using this model shows good agreement with test results in general. The theoretical model was used to investigate the influence of important parameters that determine the ultimate shearing strength of the composite members. The parametric studies provide information for the development of formulae to calculate the ultimate strength of CFST members subjected to shear and constant axial compression.