現(xiàn)代新型膠竹材料蠕變性能及組合結(jié)構(gòu)蠕變研究.pdf

1、膠竹材料，又稱竹膠合材料，簡稱膠合竹材(Glued Laminated Bamboo，Glubam)是現(xiàn)代竹結(jié)構(gòu)的基本材料，因具有良好的力學性能和環(huán)保節(jié)能特性，在現(xiàn)代建筑領域具有很廣泛的發(fā)展前景。由于膠合竹材的吸濕性能，蠕變是其主要的力學特征之一，由竹材的蠕變變形對竹結(jié)構(gòu)整體工作性能的影響是很顯著的。目前來看，對于竹結(jié)構(gòu)的蠕變特性的研究尚處于起步階段，由于蠕變試驗的時間較長，而且耗時耗力，因此，開展膠合竹材的材料蠕變研究，并且發(fā)展一套推

2、導構(gòu)件乃至結(jié)構(gòu)的整體蠕變推導公式便具有重要的理論意義與實用價值。
　　首先，本文進行了膠合竹材的軸向蠕變研究。先對膠合竹材進行短期荷載試驗，隨后在長沙地區(qū)正常使用的室內(nèi)環(huán)境條件下對拉、壓各三組試件進行了持續(xù)一年的蠕變變形觀測，三組試件的應力水平分別為膠合竹材短期強度的0.2、0.4和0.6倍，獲得了膠合竹材的軸向拉壓蠕變-時間曲線。
　　其次，根據(jù)實際工程設計制作了足尺的膠合竹梁橋試驗模型。通過對試驗模型三年半的蠕變觀測，得

3、到了10m跨膠合竹CFRP加強橋梁在自重和均布荷載作用下的跨中撓度的長期量測數(shù)據(jù)，并進行了相關分析。試驗結(jié)果顯示竹橋三年半的蠕變變形約為7.98mm，且高溫和潮濕氣候會增加其蠕變速率。隨后通過靜力加載的方式，對經(jīng)過三年多蠕變的橋梁進行了短期破壞試驗，在18.5t的均布荷載下，橋梁發(fā)生了整體垮塌。試驗的結(jié)果和相關分析表明CFRP能提高竹梁受力性能，大跨度CFRP加強竹梁能充分滿足實際工程對強度和耐久性性的需求，但是經(jīng)過長期受荷之后的竹梁強

4、度和剛度均一定程度的下降。研究結(jié)果為竹結(jié)構(gòu)橋梁的設計提供了依據(jù)，對竹結(jié)構(gòu)橋梁的構(gòu)造措施也提出了相應的設計建議。
　　最后，在試驗獲得的數(shù)據(jù)基礎上得到膠合竹材的Burgers粘彈性蠕變本構(gòu)模型，運用Gilbert對梁截面的分析方法結(jié)合CFRP加固層對組合梁的蠕變性能進行了分析。將分析結(jié)果與試驗結(jié)果進行對比之后發(fā)現(xiàn)數(shù)值計算結(jié)果與試驗結(jié)果十分接近，分析預測結(jié)果與實際結(jié)果的差值在10％以內(nèi)。分析還得出增加CFRP加固層厚度能夠顯著減少組合