正交胶合木(CLT)荷载持续作用效应及影响机理研究
批准号:
32071700
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
王志强
依托单位:
学科分类:
草种质资源与遗传育种
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
王志强
中文摘要
正交胶合木(CLT)作为主要承重材料建造中高层建筑已成为世界木结构行业研究热点和重要发展战略。在发展装配式建筑和中高层木结构建筑背景下,CLT在国内也呈现很好发展趋势。荷载持续作用效应(DOL)是木结构设计中的重要问题,荷载和湿度变化长期共同作用下,CLT特殊构造特征和横向层滚动剪切对CLT力学性能DOL效应产生复杂的影响。针对CLT长期力学性能基础数据和理论不完善,国内关于CLT力学性能DOL效应研究仍为空白,项目从锯材宏观构造,CLT构造特征,温湿度环境和混合结构等角度全面阐明CLT受弯和受剪力学性能DOL效应影响机理,同步采用声发射和DIC系统,揭示CLT构件的DOL破坏机理;分析不同加载方式下CLT构件的DOL效应,建立适合CLT材料特性的DOL模型和DOL系数。项目研究成果将完善CLT材料性能研究,为CLT长期力学性能设计提供基础数据和基本理论依据,促进国内中高层木结构建筑发展。
英文摘要
The research of using Cross-laminated timber (CLT) as structural elements of mid- and high-rise timber building has been the research hotspot and development strategy of timber structure industry in the world. CLT will also has good potential development in China due to the development of prefabricated buildings and mid- and high-rise timber structures. The duration of load (DOL) effect is an important problem in the design of timber structure. Under the long term of load and humidity change, the technical characteristics of CLT and the rolling shear of transverse layers have significant and complicated influences on the mechanical properties of CLT. As the basic data and theory of CLT’s long-term mechanical properties are not perfect, and the DOL effect research on CLT’s mechanical properties in China is still blank, the influence mechanisms of DOL effect in the bending and shear properties of CLT will been studied in this project, which include the cross section macroscopic characteristics of timber, structural characteristics of CLT transverse layer, the configurations of hybrid CLT, as well as the effects of bonding line and the temperature and humidity. The failure mechanism of CLT during the DOL tests will been revealed by the acoustic emission and digital image correlation (DIC) methods. The influences of different loading modes on the DOL effects of CLT will been analyzed. Finally, the new DOL model and DOL coefficient, which suitable for the characteristics of CLT material, will been established. The research results of this project will improve the research on the long-term mechanical properties of CLT, provide basic data and basic theoretical basis for the long-term mechanical properties design of CLT, and promote the development of mid- and high-rise timber buildings in China.
正交胶合木(Cross-laminated timber, CLT)作为主要承重材料建造中高层建筑已成为世界木结构行业研究热点和重要发展战略。在发展装配式建筑和中高层木结构建筑背景下,CLT在国内也呈现很好发展趋势。荷载持续作用效应(Duration of load,DOL)是木结构设计的重要问题,在荷载和湿度变化长期作用下,正交结构、横向层缝隙,应力释放缝和滚动剪切特征使得CLT力学性能的DOL效应更为显著和复杂。. 项目主要采用国内资源丰富的速生杉木锯材、结构板材(Oriented strand board, OSB)和工程竹材(重组竹)作为CLT层板材料,重点研究了构造特征、温湿度环境和混合结构等因素对CLT短期力学性能和长期蠕变、 DOL效应影响。通过无损测试不同省份(浙江省、福建省)1000根以上的速生杉木锯材动态弹性模量,确定了速生杉木锯材动态弹性模量分布,动静态测试方法相关性以及分级区间;通过锯材分级,采用不同等级杉木锯材分别作为CLT纵向层和横向层层板,评价层板等级对CLT力学性能的影响;通过设计正交试验,揭示CLT关键构造参数,如横向层层板宽厚比、应力释放缝深度和侧面缝隙宽度,对CLT静态面外剪切性能的影响机理;对CLT施加不同类型荷载(静态荷载和疲劳荷载),以及不同种类低周疲劳(梯形波和三角形波)加载,揭示了不同荷载对CLT短期力学性能和DOL效应的影响;基于低周疲劳试验数据,引入和标定了损伤累积模型,分析得到速生杉木CLT DOL调整系数;采用速生杉木锯材和OSB,以及速生杉木锯材和重组竹形成混合结构CLT,建立了混合结构CLT销槽承压性能预测公式,并研究了混合结构CLT蠕变行为,建立了蠕变模型;同步采用声发射和数字图形相关法(Digital Image Correlation,DIC)方法,全方位监测了CLT剪切破坏损伤演化;揭示了构造特征、环境温湿度对速生杉木CLT DOL效应影响机理,建立了速生杉木CLT蠕变模型,DOL模型和DOL系数。. 项目研究成果,填补了国产CLT材料长期力学性能(蠕变和DOL效应)的研究空白,进一步完善了CLT材料性能研究,为CLT长期力学性能设计提供基础数据和基本理论依据,促进国内中高层木结构建筑发展。
正交胶合木滚动剪切性能评价及影响机理研究
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批准号:31570559
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项目类别:面上项目
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资助金额:63.0万元
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批准年份:2015
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负责人:王志强
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依托单位:
国内基金
海外基金