竹集成材单向偏压构件力学性能分析与试验研究

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1、－Ｎｏ．ＳＥＵ１２０９２５东南大学硕ｄｒ学位论文竹集成材单向偏压构件力学性能分析与试验硏究研究生：巧伟导师：黄镇副教授表兩扛受中国？南京二〇—五年五月ＤｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎｆｏｒＭａｓｔｅｒＤｅｇｒｅｅＳＥＵ－Ｎｏ．１２０９２５ＡＴｈｅｓｉｓＳｕｂｍｉｔｅｄｔｅ）ＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＦｏｒｔｈｅＡｃａｄｅｍｉｃＤｅｇｒｅｅｏｆＭａｓｔｅｒｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ？Ａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｅｘｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｔｕｄｏｎｍｅｃ

2、ｈｐｙｌｕｅｄｌａｍｉｎａｔｅｄ？ａｎｉｃａｌｒｏｅｒｔｉｅｓｏｆｂａｍｂｐｐｇｏｏｃｏｌｕｍｎｓｕｎｄｅｒｕｎｉａｘｉａｌｅｃｃｅｎｔｒｉｃｌｏａｄＢＹＣｈｅｎＷｅｉＳｕｐｅｒｖｉｓｅｄｂｙＡｓｓｏｃ．Ｐｒｏｆ．ＨｕａｎｇＺｈｅｎＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＮａｎｉｎＰ．Ｒ．Ｃｈｉｎａｊｇ，Ｍａ２０１５ｙ，东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研巧工作及取

3、得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加Ｗ标注巧致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研巧成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料一。与我同王作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。曰期．研究生签名；三诚ｊｊ：择啤东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可Ｗ采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许

4、论文被查阅和借阅，可Ｗ公布（包括刊登）论文的全部或部分内容。论文的公布（包括刊登）授权东南大学研究生院办理。２〇’研究生签名：偉斗导师雜知等进＾日期：ｌ［ｂ、ｌ＾竹集成材单向偏压构件力学性能分析与试验研究研巧生姓名：陈伟导师姓名：黄镇副教授（东南大学止木工程学院）摘要竹集成材是由原竹经工业化加工而成，在物理性能上优越于传统木材、绿色环保方面优于混凝±一、彻体等传统建筑材料的种具有发展潜力的新型建筑材料。目前，对于竹集成材的研究仍不够成熟，多数研究主要针对材料的基本力学性能和构件轴也受压性、

5、能，，、抗弯性能等对于竹集成材柱偏屯受压性能的研究几乎没有。在实际结构工程中极少有理想的轴也受压构件，即使是按轴也受压设计的构件，也会因偶然的横向荷载、支座条件不理想或施工制作的偏差等情况而出现附加弯矩。因此，研究竹集成材偏压构件基本力学性能显得十分有意义。本文首先通过试验研究了材料的轴向拉压力学性能，结果表明：竹集成材抗拉强度为１１９．１９Ｎｆａ，弹性模量为１０．０２Ｇ化；抗压强度为５１．４１Ｍ化，弹性模量为８．７１Ｇ化，＞比例极限为３４－．４３ＭＩａ。轴拉破坏为脆性破坏，应力应变呈线性关系；轴压破坏为塑性－－破坏

6、，应力应变巧始呈线性关系，随后呈明显的非线性关系。轴压应力应变曲线可分为两个阶段；小变形弹性阶段和大变形塑形阶段。文章根据此现象采用分段函数对竹集成材单轴向拉压应力－应变关系建立数学模型，受。受拉和受压的比例阶段均采用直线压的塑性段采用二次抛物线，模型与试验曲线吻合良好。其次．参考《木结构试验方法标准》设计了Ｈ种不同的长细比竹集成材构件，研究一其在不同初始偏也阻下的力学性能。分析发现：当初始偏屯距定时，随着长细比的增一长细比、加，变形増大，，，承载力降低；当定时随着初始偏屯距的増加承载力逐渐减、，，二，荷载作用下小变

7、形逐渐増加阶弯矩增加。Ｈ种不同长细比试件在偏屯，最终都会因为侧向位移很大而出现类似于受弯破坏，且破坏出现于受拉侧。但在整个变形过程中，，二试件截面始终保持水平，符合平截面假定而试件的变形曲线与次多项式困数吻合良好。最后，对竹集成材的偏压承载力作理论分析。根据不同模量理论，推导出竹集成材偏压破坏时烧曲线符合二次多项式函数；结合试验现象，Ｗ破坏时拉压边缘是否达到极限应变为破坏准则，提出大偏压和小偏压两种分析模型，并对小偏压下侧向烧度进行修正，求出不同长细比的试件端部的等效轴力和弯矩。通过试验值与理论值对比发现，两者吻

8、合良好。关键词－：竹集成材；；应力应变关系数学模型；偏压承载力；不同模量理论ＩＡｂ巧ｒａｃｔＡｎａｌｙｓｉｓａｎｄｅｘｐｅ