课题基金 / 基金详情

层板钉接木-混凝土组合楼板的受力机理与设计方法研究

批准号:
52078371
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
何敏娟
依托单位:
学科分类:
工程材料
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
何敏娟

项目摘要

结项摘要

何敏娟的其他基金

相似基金

相关文献

中文摘要
层板钉接木-混凝土组合楼板是由层板钉接木上覆木基结构板,并通过抗剪连接组合混凝土面层而成的重型木结构楼板体系,具有资源可再生、装配化程度高、经济高效、抗火性能好等优点。然而,对组合效应下该类楼板中关键连接力学性态和楼板受力机理等基础问题的研究不足,影响了其工程应用。本项目拟通过试验与理论分析,阐明组合楼板中钉连接和木-混凝土抗剪连接的形变模式与力学性态;通过试验与数值分析,揭示层板间钉连接和木-混凝土抗剪连接在不同设计参数下该组合楼板在平面内与平面外的受力机理、传力性能、损伤机制,提出层板和混凝土层的参数优化原则;基于增量动力分析,揭示组合楼板在整体结构中的力学行为,阐明楼板参数和力学性能对整体结构动力响应的影响机理,提出组合楼板设计方法。本项目对阐释层板钉接木-混凝土组合楼板的力学机理有重要科学意义,研究成果将为相关规范标准制定和新型木组合楼板体系工程应用提供理论支撑。
英文摘要
Nail-laminated timber-concrete composite floor refers to the heavy timber floor diaphragms in which nail-laminated timber is covered with wood-based structural panel, and shear keys are set to connect a layer of concrete on the top. It comes with the advantages of renewable materials, easy to assembly, cost-effective, and good fire resistance. However, the engineering application of such composite floor diaphragms are greatly hindered due to the insufficient research into the performance of the connections and load-resisting mechanism of the slabs under the composite effect between wood and concrete. This research intends to clarify the deformation mode and mechanical behavior of nailed connection and timber-concrete bonding interface in the composite floor diaphragms through experiments and theoretical analysis. Meanwhile, the in-plane and out-of-plane mechanical performance, force transferring mechanism, and failure modes of such composite floor diaphragms will be explored through experiments and numerical analysis. Moreover, the optimal allocation of the lamina and the parameters of the concrete layer will be proposed. Based on incremental dynamic analysis, the mechanical behavior of the composite floor diaphragms will be revealed in the structural level, and the design parameters and mechanical properties of the composite floor diaphragms on the dynamic response of the entire structure will be clarified. Finally, a design method will be proposed for such composite floor diaphragms. This research will make significant scientific contributions for understanding the mechanical properties of nail-laminated timber-concrete composite floor diaphragms. The research results will also provide theoretical foundation for the formulation of relevant technical standards and the application of a novel timber-concrete composite floor system.
层板钉接木(Nail-Laminated Timber,NLT)-混凝土组合(NLT-Concrete Composite,NLTCC)楼板既有木结构利用可再生资源促进建筑业可持续发展、重量轻、抗震性能好等优点,又兼备混凝土楼板隔音好、抗振动和抗火性能强等特点。为了解析NLTCC楼板的整体力学性能,在关键连接、平面外抗弯性能、平面内抗侧力性能和整体结构抗震性能等方面对其开展了系统的试验、模拟和理论研究。在关键连接方面,基于试验数据建立了层板-覆面板钉连接抗剪性能数据库,明确了受力方式、钉间距、钉入深度以及混凝土面层配筋率等因素对木-混凝土界面抗剪连接推出性能的影响规律,并建立了理论计算方法。在平面外抗弯性能方面,基于层板破坏顺序提出了两类破坏判断准则,基于蒙特卡洛随机采样模拟方法给出了系统效应计算方法,推导了抗弯刚度和强度的分析方法,给出了抗剪连接优化布置形式。在平面内抗侧力性能方面,建立了精细化有限元模拟方法,通过参数化分析阐明了楼板内覆面板钉间距、OSB覆面板主向、抗剪连接推出性能、混凝土面层等级或厚度以及加载方向等因素对楼板构件抗侧力性能的影响规律,推导了楼板平面内弹性刚度和剪切强度的计算方法。在整体结构的抗震性能方面,验证了NLT和NLTCC楼板的动力响应分别与柔性楼板和刚性楼板相似,并提出了NLT楼板在三水准下的最大层间位移角限值为2.0%、3.6%和4.8%,NLTCC楼板则为2.0%、4.0%和7.6%。
预应力CFRP筋增强胶合木受弯构件长期受力机理及时变可靠度
  • 批准号:
    52378256
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    50万元
  • 批准年份:
    2023
  • 负责人:
    何敏娟
  • 依托单位:
层板钉接木-混凝土组合楼板的受力机理与设计方法研究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    --
  • 资助金额:
    58万元
  • 批准年份:
    2020
  • 负责人:
    何敏娟
  • 依托单位:
预应力正交胶合木剪力墙结构体系抗震机理与可靠度性能
  • 批准号:
    51778460
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    62.0万元
  • 批准年份:
    2017
  • 负责人:
    何敏娟
  • 依托单位:
新型多层钢木混合结构抗震性能与设计方法研究
  • 批准号:
    51378382
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    80.0万元
  • 批准年份:
    2013
  • 负责人:
    何敏娟
  • 依托单位:
国内基金
海外基金