陳鷙翔

（中南林業(yè)科技大學(xué) 土木工程學(xué)院，湖南 長沙410004）

1 試驗(yàn)研究

靜力試驗(yàn)的試驗(yàn)梁如圖1 所示，總長為2 000 mm，截面尺寸如圖2 所示，混凝土等級(jí)為C30。沿梁長方向共布置23 個(gè)Φ12 螺栓，剪跨段螺栓間距為80 mm，純彎段螺栓間距為100 mm。

在加載前期階段，撓度及交界面滑移較小，木梁和混凝土板作為一個(gè)整體共同受力。

當(dāng)荷載增加到33.8 kN 時(shí)，組合梁發(fā)出輕微響聲。隨著荷載增加到55.6 kN 時(shí)，混凝土出現(xiàn)少量裂紋，并沿著混凝土板高度方向發(fā)展。當(dāng)荷載達(dá)到69.3 kN 時(shí)，木梁出現(xiàn)裂紋并伴隨響聲。當(dāng)荷載加載到78.4 kN 時(shí)，隨著一聲巨響，木梁底部瞬間被拉斷，組合梁完全破壞。

試驗(yàn)現(xiàn)象如圖3 所示。

圖1 組合梁示意圖

圖2 截面尺寸（單位：mm）

圖3 組合梁試驗(yàn)現(xiàn)象

2 有限元模型

利用大型通用有限元軟件ABAQUS 對(duì)試驗(yàn)梁進(jìn)行數(shù)值模擬。網(wǎng)格的劃分采用純手動(dòng)切分，木梁與栓釘之間設(shè)置0.2 的摩擦系數(shù)，混凝土板與栓釘之間采用綁定約束，ABAQUS 模型如圖4 所示?？缰心玖旱撞亢奢d位移曲線如圖5 所示，ABAQUS 計(jì)算結(jié)果略大于計(jì)算值，因?yàn)樵囼?yàn)?zāi)静淖陨泶嬖谏倭咳毕?，含水率、木結(jié)等因素都會(huì)對(duì)木材強(qiáng)度產(chǎn)生影響，但結(jié)果相差不大，誤差范圍在10%以內(nèi)。

3 結(jié)論

本文設(shè)計(jì)了一根木-混凝土組合梁進(jìn)行靜力試驗(yàn)，同時(shí)將試驗(yàn)結(jié)果與有限元計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，兩者誤差相差不大，栓釘并未屈服，屬于完全剪力連接。

當(dāng)荷載達(dá)到30.225 kN 時(shí)，有限元模型中端部的混凝土螺栓孔達(dá)到屈服強(qiáng)度，相應(yīng)的試驗(yàn)梁在33.8 kN 時(shí)出現(xiàn)響聲，即混凝土螺栓孔局部被壓壞。

當(dāng)荷載為49.425 kN 時(shí)，木梁螺栓孔壁受壓達(dá)到屈服強(qiáng)度，進(jìn)行相應(yīng)的試驗(yàn)。

本文為今后木-混凝土組合結(jié)構(gòu)的工程實(shí)際應(yīng)用提供有效的參考依據(jù)。

圖4 ABAQUS 模型

圖5 荷載-撓度曲線