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1、加載制度對輕型木桁架性能影響的試驗研究*ExperimentalStudyonImpactofLoadingSystemuponLightweightWoodTrussPerformance范佳南呂品田’龔洪1、重慶大學(xué)土木工程學(xué)院重慶400045；2、重慶大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院重慶400045摘要：木材在荷載時間效應(yīng)下具有蠕變的性質(zhì)，通過對3榀芬克式輕型木桁架進行不同持荷時問的靜力加載試驗，研究了加載制度對輕型木桁架的蠕變和整體性能的影響，以期為輕型木桁架的應(yīng)用提供參考。關(guān)鍵詞：輕型木桁架持荷時間蠕變撓度極限荷載中圖分類號：TU756．4+3／文獻標識碼B【文章編號】1004—1
2、001(2012)11-1098—031-2加載程序0引言試件的設(shè)計標準荷載為1．6kN，破壞荷載R為木結(jié)構(gòu)建筑具有輕質(zhì)高強的、抗震性能好等優(yōu)點。輕型6．25KN，采用分級加載。試驗加載制度參照《木結(jié)構(gòu)試驗方木桁架是將規(guī)格木材用齒板連接而成的桁架體系，在歐美法標準》，試驗的加載程序分為以下3個部分：國家擁有廣泛的應(yīng)用。國內(nèi)有不少學(xué)者對木材的荷載時間1．2．1預(yù)加載效應(yīng)進行研究，但對木桁架整體性能的試驗都采用直接破每榀桁架均進行1次預(yù)加載，預(yù)加載至0．6，每級荷壞加載的方式，不能很好地模擬木桁架在實際的工作狀態(tài)。載停留30min，然后卸載至空載，停留30min。通過預(yù)加載本文選取了3
3、榀跨度為4．8m的芬克式輕型木桁架，通過檢查設(shè)備工作是否正常，同時消除初始縫隙的影響。試驗研究了在不同的加載制度下，木材的蠕變對木桁架整i．2．2標準荷載加載體性能的影響，供輕型木桁架的應(yīng)用參考。首先，逐級加載至1Pk，持荷60min然后卸載至空載，停留30min。接著以同樣的程序逐級加載到1Pk，并對3榀1試驗概況桁架分別持荷24h、34h、44h。最后卸載至空載，停留1．1試驗設(shè)計30min。本試驗共設(shè)計了3榀芬克式輕型木桁架，編號分別為1．2．3破壞性加載wJ4、WJ5、WJ6，試驗?zāi)捐旒苋鐖D1所示。其跨度均為4．8m，分級加載至設(shè)計荷載，每1級停留30min。在設(shè)計荷高度為
4、1．2m，矩形截面尺寸為38mm×89mm。載持荷60min之后，逐級加載至試件破壞，1R至2pk時每級加載0．25kN，2R之后每級加載0．125kN。1．3加載方式及量測方案為了實現(xiàn)輕型木桁架的靜力逐級加載，自行設(shè)計了1套反力加載裝置。通過杠桿原理對配重進行放大，從而實現(xiàn)等效集中荷載作用于屋脊節(jié)點以及上弦節(jié)點。加載時，杠桿的一端使用螺桿錨固于地槽，中間支點通過木墊塊作用于木桁架上的加載點，另一端則懸掛吊盤，通過逐級放置已稱圖1試驗設(shè)計木桁架重的沙袋來進行加載。本文中每榀桁架放置8cm長標距應(yīng)變片40片，5cm百分表23個。應(yīng)變片布置于節(jié)問桿的兩端，桿的兩側(cè)對稱注：本項目為重慶大
5、學(xué)SRTP基金資助項目。布置，用于測量桁架桿件的應(yīng)變。百分表布置如圖2所示，作者簡介：范佳南(1989一)，男，本科，工程師。其中：1～13表用于測量各桿件之間的相對轉(zhuǎn)角，14～通訊地址：重慶市沙坪壩區(qū)重慶大學(xué)B區(qū)十舍607室(400045)。收稿日期：2012—10—0719、21、23表用于測量各節(jié)點位移和桁架的跨中撓度，1o98I2o12一¨B1mdjng20#、22#表用于測量上弦桿與下弦桿的相對位移。試驗過程3試驗結(jié)果及分析中每10min采集1次數(shù)據(jù)。同時在E、G、F3個加載點附近設(shè)置由三腳架組成的側(cè)向支撐系統(tǒng)，以防止加載過程中桁3．1試驗結(jié)果架平面外失穩(wěn)破壞(圖2)。木
6、桁架的試驗結(jié)果如表1所示。雖然3榀試件的持荷時間、極限荷載不同，但他們的破壞模式卻很一致，都是由于支座節(jié)點的齒板拔出或剪斷而導(dǎo)致桁架的整體失效。當荷載加至最終加載等級時，試件已經(jīng)破壞，因此取其極限荷載為最終加載等級的上一級荷載。從表l中可以看出，隨著圖2桁架支撐及百分表布置標準荷載階段持荷時間的延長，卸載后其跨中殘余撓度有了一定的增長。2試驗現(xiàn)象及破壞模式表1試驗結(jié)果試件WJ4在分級加載至1時，木桁架工作穩(wěn)定，沒有項目試件WJ4WJ5WJ6觀察到明顯現(xiàn)象。在設(shè)計荷載持荷24h并卸載后，木桁架、標準荷持荷時間／ll243444跨中穩(wěn)定的殘余撓度為0．28mm。在破壞性加載階段，加載載
7、階段跨中殘余撓度／mm0．280．570．86最終加載等級353638到設(shè)計荷載之后即可觀察到桁架逐漸增大的變形，同時支破壞加極限荷載／kN6356．4756．725座節(jié)點處的齒板開始出現(xiàn)滑移。在加載至3之后，支座處載階段跨中最大撓度／mm9．6213．O916．84齒板可以觀察到明顯的拔出，達到2mm，繼續(xù)加載可以聽破壞位置支座A齒板支座A齒板支座D齒板及上弦節(jié)點F到木材的撕裂聲。在荷載加至34級(6．35kN)時，桁架下弦的跨中撓度達到9．62mm，支座節(jié)點A處齒
