木-混凝土组合梁概述.pdf
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1、4 2 江苏建筑 2 0 1 0年第 3 期 ( 总第 1 3 4 期 ) 木一混凝土组合梁概述 彭虹 毅 胡夏 闽 ( 南京工业 大学土 木工程学 院 , 江苏 南京2 1 0 0 0 9 ) 摘 要 木、 混凝土通过组合概念充分发挥了木材和混凝土的材料性能, 形成了新颖、 高效的结构体系。随着人们更多的 对 生 态的 关 注 、 科 研 工作 的深入 、 应 用 实践 经 验 的积 累 , 未 一 混 凝 土 建筑 和 桥 梁 在 欧 美 国 家得 到 了迅速 的发展 和应 用。 通过 对木 一 混凝 土 组 合 结构 体 系的研 究, 总 结木 一 混 凝 土组 合 结 构 的特 点,
2、介 绍木一 混凝 土组 合 结 构的 优 点 。 【 关键 词 木; 混凝土; 组合梁 中图分类 T U 3 9 8 9 【 文献标识码】 A【 文章编号】 l O 0 5 6 2 7 0 ( 2 0 1 0 ) 0 3 0 0 4 2 0 2 S u mma r y o n W o o d- c o nc r e t e Co mpo s i t e Be a ms P ENG Ho ng yi HU Xi a mi n ( C o l l e g e o f C i v i l E n g i n e e r i n g , N a n j i n g U n i v e r s i t
3、y o f T e c h n o l o g y , N a n j i n g J i a n g s u 2 1 0 0 0 9 C h i n a ) Ab s t r a c t :Wi t h t h e c o n c e p t o f c o mp o s i t i o n, w o o d a n d c o n c r e t e c a n f o r m a n o v e l a n d e f fi c i e n t s t r u c t u r e s t o e x p l o i t t h e i r f u l l o f ma t e r i a
4、 l p r o p e r t i e s c o mp l e t e l y As p e o pl e f o c u s mo r e o n t h e e c o l o g i c a l, s c i e n t i f i c r e s e a r c h w o r k i n d e p t h a n d p r a c t i c a l e x p e ri e n c e i n a p p l i c a t i o n o f t h e a c c u mu l a t i o n , wo o d c o n c r e t e b u i l d i
5、 n g s a n d b ri d g e s i n t h e Un i t e d S t a t e s a n d E u r o p e h a s b e e n r a p i d d e v e l o p me n t a n d a p p l i c a t i o n T h r o u g h t h e wo o d c o n c r e t e c o mp o s i t e s t r u c t u r e s t u d i e s , t h i s a r t i c l e s u mma ri z e d t h e c h a r a c
6、 t e r i s t i c o f w o o d c o n c r e t e c o mp o s i t e s t r u c t u r e, i n t r o d u c e d t h e a d v a n t a g e s o f w o o dc o n c r e t e c o mp o s i t e s t ruc t u r e S o t h i s a r t i c e c a n p r o v i d e a s r e f e r e n c e f o r d o me s t i c wo o d c o nc r e t e c o
7、mp o s i t e s t ru c t u r e s r e s e a r c h Ke y wor ds : wo o d ;c o n c r e t e ;c o mpo s i t e b e a ms 0前言 从 2 0 世纪 8 0年代开始 ,随着生态与人文关怀 的思想 逐渐受到重视 人们 开始更多地关注建筑的生态和可持续 发展。木材作为加工制造能耗 低、 可再生 、 易分解 的天然建 筑材料 , 再次得 到人们 的重 视 , 但对于工程结构来说 , 木构 件依然不适合受拉 , 因而在跨度 、 结构形式以及造型表现上 都受到限制。 随着时间的发展 , 木结构的发展也 面
8、临着新技 术、 新规范和环境问题 的挑战 , 而这也带来 了如何设计 未来 木结构房屋 的挑战。我们将面对的不仅是木材的新使用方 法 还有新型的木产品。 对各种木构件性能 的充分利用能够 使建筑设计在形式与功能两方面达到统一 。于是为 了弥补 木结构本身 的不足 , 设计中经 常采用组合木结构形式 尤其 在跨度较大的建筑中更是如此。常见 的木组合结构是 南木 材 、 钢筋混凝土结合形成 的木一混凝土组合结构 , 木一混凝 土组合 梁( 如图 1 ) 就是木组合结构 中最基本的类型。它是 使用锚 固的剪力连接件把木材和混凝土连成整体而共同受 力, 扬 长避短 充分利用了木结构和钢筋混凝土结构的各
9、 自 优点 。 目前木一混凝土组合结构正在欧洲和北美地 区流行 , 用于加固旧木建筑 、 新建木一混凝土组合建筑 和组合桥梁。 1 木一 混凝 土组 合 结 构 的特 点 木一混凝土结构是一种新 型的结构形式 ,它充分发挥 了木与混凝土两种材料的优 良性能 木材具有 良好的抗 拉强度和延性而混凝土则具有优 良的抗压强度和较 大的 刚度 并且混凝土的存在提高了结构 的整体稳定性 。 这意味 着 材料 的强度和刚度都达到了利用的最大优势 。 通过研究 和实践证 明, 木一混凝土组合结构有以下几个特点 : ( 1 ) 与混凝土结构相 比, 木一混凝土组合 结构具有可再 生 、 加工时低耗能和能储藏炭
10、的优点 , 使其成为比较生态的 结 构 混凝土板 i i 图 l 收稿日 2 0 0 9 1 1 - 0 6 作者简介】 彭 虹 毅 , 南 京 工 业 大 学 土 木 工 程 学 院 , 硕 士 研 究 生 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 江苏建筑 2 0 1 0年第 3期 ( 总第 1 3 4期 ) 4 3 ( 2 ) 与其它结构相 比, 木一 混凝 土组合结构具有较大 的 的单位重量承 载力 , 同时弹性 、 韧性好 , 能承受 冲击 和震动 作用 , 使建筑具备了坚固耐用的特性 , 而且密度小 、 质量 轻 、 方 便安装 。 ( 3 ) 与木结构相
11、比 , 虽然木一混凝土组合结构 的单位 重 量 承载能力 比木结构低 , 但是组合结构的经济效益更好 。 当 木和混凝土用可靠的剪力连接件连接共 同作用 时 承 载力 大约是传统木结构的 3倍 ,抗 弯剐度是传统木结构 的 6倍 左 右 。 ( 4 ) 木一混凝 土组合结构结构 的 自重较 轻 基础 的建设 费 用 得 以减 少 。 在 施 工 期 间 也 可 以节 省 脚 手 架 和 模 板 , 缩 短 了施工周期 。综合造价也大大 降低 。 ( 5 ) 木一混凝土结构有 良好的防火性能 , 与传统木结构 相 比混凝土板是一种 预防火灾有效 的屏 障, 此外 在燃烧时 木材表面会 发生炭化作
12、用而防止 内部燃烧保持其结构上的 整体性 ,这种优越的耐火性能和低传热性使 木一 混凝土组 合结构 比钢或钢筋混凝土更耐火 ( 6 ) 木材属于 内阻尼较大的材料 , 可有效 降低 楼板撞击 时噪声 的透射 。随着居民生活水平的不断提高和住宅产业 的大规模发展 , 人们 对住 宅的声环境质量更加重视 , 也使隔 音 问题更为突 出。 木一混凝土组合 楼板有 良好的隔音特性 , 能有效 的改善噪声 的传播 。 ( 7 ) 木一混 凝土组合结构还有很 多特殊 的性能 , 诸 如导 热性差 , 具有 良好 的保温隔热性能 , 冬暖夏凉 。良好 的电绝 缘 性 以 及 优 越 的 抗 化学 腐 蚀 性
13、 能 对 突 发 荷 载 和 周 期 性 荷 载产生的疲 劳强度都具有 良好 的承载能力 ,并且木很容易 与建筑周围环境取得 和谐统一 ,使人享受到宁静生活 的愉 悦 。 2木一 混 凝 土 组 合 梁 结构 的 连接 类型 木一 混凝土组合结 构是 利用各种各样 不同 的剪 力连接 件把木 和混凝 土这两种材料结 合成一个整 体共同受力 , 混 凝 土 承 受压 力 , 木 梁 承 受 拉 力 。 木 梁 与 昆凝 土 板 的交 界 面 上 存在着纵向剪力 , 由 昆凝土与木梁之间的凹槽 或者栓 钉 、 螺 钉 、 螺栓 、 带孔金属片等剪力连接件承受 。剪力连接件 的主 要 作用 是传递木
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