摘要：【目的】为明确构造尺寸对木榫旋转焊接节点抗剪性能的影响,并初步探究节点的群栓组合效应。【方法】采用山毛榉木榫旋转焊接SPF(spruce-pine-fir)基材,通过单剪试验,首先研究了端距、间距和行距对节点抗剪承载性能的影响规律,其次研究了不同直径下的单木榫和双木榫连接节点的抗剪承载性能。【结果】节点的抗剪承载性能主要取决于端距和间距,行距的影响较小。木榫剪切是最主要的节点破坏模式,但当端距≤4d(d为焊接后木榫直径)、间距≤3d时,基材发生了块剪和开裂,承载力大幅降低。随着端距、间距和行距尺寸的增大,节点的峰值荷载先增大后减小。当端距6d、间距5d、行距3d时,木榫旋转焊接节点的抗剪承载性能最优,其峰值荷载分别为3.36、6.68、6.97 kN。木榫旋转焊接连接节点中会存在明显的群栓组合效应,随着木榫直径的增加,节点的群栓组合系数呈现先减小后增大的趋势,当木榫直径≤10 mm时,群栓组合系数大于1.00。【结论】当选用山毛榉木榫旋转焊接SPF基材时,为保证节点的抗剪性能,节点的端距应不小于5d,间距应不小于4d,行距应不小于2d。推荐节点设计时参考端距6d、间距5d、行距3d。木榫旋转焊接节点的群栓组合系数受直径的影响明显,直径范围8~10 mm节点的群栓组合系数更大。

摘要：采用玻璃纤维增强树脂复合材料(GFRP)拉挤条板制造风电叶片夹芯梁帽可以克服传统纤维布铺设工艺中存在的褶皱、气泡等制造缺陷,提升材料模量和强度,减少纤维缝编工序和节约材料成本,是未来风电叶片梁帽发展的趋势之一。以GFRP双轴布为面层、GFRP拉挤条板和方格布为夹芯层的叶片主梁梁帽局部梁段作为研究对象。为研究面层厚度及剪跨比对新型拉挤夹芯梁帽承载能力和破坏模式的影响,开展四点弯曲试验。结果表明:随着面层厚度的增加,拉挤夹芯梁帽的破坏模式从无面层试件的拉挤条板拉裂破坏,发展为单层面层试件的面层拉裂或拉断破坏及多面层试件的下面层剥离破坏。合理设计面层和夹芯的比例,能够控制夹芯结构的破坏模式;拉挤夹芯梁帽的初始刚度随着面层厚度增加及剪跨比减小而增加;面层厚度的增加可以大幅提升结构的承载能力,延缓胶缝的开裂,减小破坏时的承载力损失,并在一定程度上改善结构的脆性行为。

摘要：【目的】木榫旋转焊接是木结构、家具中的一种新型绿色连接技术,国内外对于竹榫旋转焊接研究较少,其最佳焊接工艺参数未知,竹榫、木榫旋转焊接之间的差异也有待研究。【方法】使用毛竹榫旋转焊接云杉基材,通过测试焊接形成的连接节点的抗拉拔性能,探究竹榫旋转焊接较优的工艺参数。选取基材预钻孔与竹榫直径比值(孔径比)、竹榫转速、竹榫含水率、竹榫进给速度为参数,进行正交试验,并基于正交试验的结果设计孔径比、竹榫转速、竹榫进给速度的单因素试验。对比山毛榉木榫,对焊接层进行温度监测、扫描电镜观察和红外光谱分析,探究竹榫旋转焊接的机理。【结果】综合正交和单因素试验得到竹榫旋转焊接较优工艺参数:竹榫含水率12%、孔径比7/10、进给速度600 mm/min、转速1270 r/min,该方案平均抗拉拔力为4588 N。单因素试验中各因素影响顺序为孔径比>进给速度>转速。竹榫旋转焊接节点的抗拉拔力较木榫旋转焊接提高了49.3%。温度监测结果表明竹榫焊接层温度峰值大于木榫焊接层。扫描电镜结果表明:焊接层中的竹纤维相较木纤维更长更完整,焊接层中的竹纤维会发生相互缠绕,而在木榫焊接层中未发现这一现象。红外光谱结果表明:竹榫在旋转焊接过程中半纤维素发生明显热降解,木质素相对含量有所提升,纤维素含量几乎不变。【结论】单因素试验相比正交试验进一步优化了焊接工艺参数,并得出了竹榫最佳焊接工艺参数;竹榫旋转焊接机理同木榫旋转焊接相似,但竹榫在旋转焊接时能产生更高的温度,且焊接层有独特的纤维互相缠绕,竹榫在焊接过程中半纤维素降解较少;使用竹榫替换木榫进行旋转焊接可以极大提高连接节点的抗拉强度。

摘要：为研究无胶层合木梁中旋转焊接木榫的抗剪性能,选用山毛榉木榫旋转焊接SPF(spruce-pine-fir)层板,制备20个单榫焊接节点试件开展双剪试验,获得其破坏模式及荷载-位移曲线。试件的破坏模式为木榫受剪出现类双铰破坏,同时开孔附近基材受木榫挤压破坏。试件的平均峰值位移为4.460 mm,平均峰值荷载为6.127 kN。分别采用中国GB 50005—2017《木结构设计标准》、美国NDSWC-2018木结构设计规范、欧洲Eurocode 5-1995木结构设计规范中金属销类连接件抗剪承载力公式进行计算。结果表明,因木榫与金属销的弹塑性行为差别较大,且木榫旋转焊接节点绳索效应不明显,上述规范计算误差均大于30%。基于破坏模式分析,本研究提出适用于旋转焊接木榫的抗剪承载力计算公式,计算误差为13.76%。进一步采用ABAQUS开展有限元分析,利用Cohesive Behavior模拟旋转焊接界面层。有限元结果与试验结果吻合较好,能够较为准确地预测剪切试验中旋转焊接木榫的类双铰破坏模式,承载力预测误差为13.17%。上述试验研究与理论分析为木榫旋转焊接技术在无胶层合木梁中的应用提供设计参考和理论依据。

摘要：木结构具有绿色环保、低碳节能等优势,其发展与应用有助于推动我国“双碳”目标的实现。作为木结构形式之一,木互承结构是由相互支承的木构件通过循环互承围合形成的空间格构体系,在古代桥梁建造上多有应用。近年来,木互承结构在空间结构领域的研究及应用逐渐增多。笔者梳理了木互承结构在形态学和力学性能等方面的国内外研究进展,讨论其发展现状与亟须解决的关键性技术问题。形态学研究表明,木互承结构找形理论众多,可根据图论、力平衡状态、迭代算法和空间解析几何法分为4类,但仍需进一步设计出简便易操作的通用型软件。木互承结构的力学性能研究目前主要集中于节点性能和整体受力性能方面,但在高性能节点和结构稳定性方面仍需进一步探索和研究。对木互承结构的工程应用进行了梳理和总结,可为其未来的研究与应用提供参考。相信伴随着木材科学与现代木结构技术的发展,构件规则、节点统一、造型丰富的木互承结构将越来越广泛应用于木结构工程建设项目中。

摘要：竹材具有顺纹强度高的力学特点、天然固碳的生态优势和坚韧气节的文化属性,已逐渐成为景观建筑的重要建筑材料。近年来,圆竹结构力学性能、节点设计的相关研究较为深入,但其碳排放方面的研究较少涉及。为探究圆竹结构景观建筑的全生命周期碳排放及其减排效果,以2021年扬州世界园艺博览会国际竹藤组织馆“鱼乐竹馆”为研究对象,提出圆竹建材碳排放因子计算方法,并依照《建筑碳排放计算标准》(GB/T 51366—2019),对该馆进行了全生命周期碳排放计算,分析圆竹固碳特性对圆竹建筑全生命周期碳排放的减排效果的影响。结果表明,“鱼乐竹馆”的全生命周期碳排放量为37362.96kgCO_(2)e,其中建材生产阶段碳排放在全生命周期中的占比较高,为66.70%。由于竹材的固碳特性,建材生产阶段的总碳排放量为负值,为-32000.15kgCO_(2)e,实现了负碳设计。与未考虑竹材固碳相比,圆竹结构景观建筑在建材生产阶段减碳效果最为明显,该阶段碳排放量降低了约228.40%,在建筑全生命周期碳排放量中降低了约152.35%。运行阶段的电力消耗产生的碳排放量在圆竹结构景观建筑全生命周期碳排放量中占比24.63%,如果采用太阳能、风能等清洁能源,可实现碳排放量的进一步降低。

摘要：文本数据具有规模大、特征维数高等特点,当前文本分类方法无法刻画文本变化特点,使得文本分类正确率低、误差大、分类时间长,为了获得理想的文本分类效果,设计基于大数据挖掘技术的文本分类方法。首先对当前文本分类的研究进展进行分析,找出导致当前文本分类效果差的原因;然后,提取文本分类原始特征,并引入核主成分分析算法对原始特征进行处理,降低特征维数,简化文本分类器的结构;最后,采用大数据挖掘技术构建文本分类器,并与其他文本分类方法进行对比测试。测试结果表明,所提方法可以更好地描述文本变化特点,能够对各种类型文本进行准确识别和分类,文本分类精度超过95%,明显高于当前其他文本分类方法,并且所提方法的文本分类时间显著减少,具有更好的文本分类效果。

摘要：【目的】力学特征值分析法是评价结构力学性能的有效方法。在木结构领域,以北美ASTM E2126标准,欧洲EN 12512标准和日本Y&K法的3种评估方法接受度较高。正交胶合木(CLT)被认为是一种可建造多高层木结构建筑的重要木质复合材料,目前针对其材料本身特性的研究较为广泛,但是针对其连接系统的开发和研究尚处于初期阶段。【方法】本研究设计了一种用于CLT墙体和楼板连接的T型金属连接件,结合对该连接件构造的抗剪试件试验结果,分别采用上述3种分析方法对节点刚度、屈服点特性和延性系数等力学性能参数进行了对比分析。【结果】Y&K法所得屈服点性质与另两种方法所得点相差较大,EN法计算所得刚度值和延性值略大于另两种方法,ASTM法和EN法在屈服荷载数值的差异性受试验曲线特征影响较大。【结论】综合比较以上对比结果,对于本文设计的CLT墙体-楼板节点,以及其他力-变形曲线发展较为平缓、破坏模式为延性破坏的木结构节点,Y&K法分析结果更具有实际工程应用意义。

摘要：非线性建筑因其连续流动、易于与周边环境融合的特点,在世界范围内受到越来越多建筑师的关注,但也给传统线性建造模式和结构设计方法提出新的挑战。传统建筑的能耗居高不下,对于改善建筑保温节能体系提出了新的要求。FRP(Fiber Reinforced Polymer)及其夹芯板是一种轻质高强、施工方便、可设计性强的新型结构材料,能够满足非线性建筑的结构需求;FRP外表皮覆盖柔性太阳能电池,构成集光伏发电、保温隔热、耐腐蚀等功能与轻质高强等结构特性于一体的功能结构一体化体系,能够满足非线性建筑的能源需求。本文总结了现有功能结构一体化非线性建筑中FRP的应用研究,以期对未来的应用提供一定参考。

摘要：为提高装配式木结构中异形柱的力学性能,设计了一种用热压等边角钢和SPF集成材为原料,环氧树脂胶黏剂连接制作的角钢-集成材L形组合柱,作为框架结构或框架剪力墙结构的角柱。以角钢边宽度对L形柱正截面承载力的影响进行了轴压试验研究,并进行ANSYS有限元模拟,以判断模拟预测的准确性。结果表明:角钢-集成材L形组合柱相对于同截面面积的木柱而言承载能力上升37.0%~51.4%,刚度上升36.5%~72.8%,同时L形柱有良好的延性;适当增加L形柱中的角钢边宽度可以使承载能力有效提高,但是其短边处的集成材易产生破裂,增加试件的脆性破坏;集成材之间的环氧树脂胶合界面在破坏前后都性能良好,在材料弹性阶段钢材和木材有效共同受力,承载力计算时需要考虑钢材的塑形增强作用;ANSYS有限元模拟的角钢-集成材L形组合柱弹性模量结果和试验结果一致,误差在10%以内,模拟结果基本可靠。研究成果对于预测角钢-集成材L形组合柱在实际预制装配时的安全可靠性提供了理论依据。