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科研速览│ 皇冠博彩网址 魏洋教授团队在《Journal of Constructional Steel Research》上发表最新研究成果

发布时间:2026-04-02访问次数:10

  近日,皇冠博彩网址 魏洋教授团队土木工程领域国际权威期刊Journal of Constructional Steel Research》发表了最新研究成果Shear performance of welded stud and detachable bolt in steel-CLT composite structures)。博士生陆金炜为第一作者,魏洋教授为通讯作者,我校为第一完成单位该成果得到了国家自然科学基金资助。

钢-木组合(STC结构兼具高承载力与环保效益成为钢筋混凝土楼板的可持续替代方案。随着木材加工技术的发展,正交胶合木(CLT)已成为现代木结构广泛应用的一类工程木质产品。CLT具有良好的双向受力性能与尺寸稳定性,可与钢结构形成新型钢-CLT组合体系,在承载能力、结构刚度、预制模块化及环保性能等方面展现出显著的应用潜力。其中,剪力连接件的抗剪性能是实现钢-CLT组合楼板协同受力的关键。现有研究表明,常用机械紧固件(如螺栓、自攻螺钉)虽能提供一定的抗剪承载力,但普遍存在滑移刚度较低及木材嵌入变形明显的问题。针对这一问题,本研究提出一种嵌入灌浆层的焊接螺柱连接的新型形式,将螺柱直接焊接于钢梁翼缘,通过CLT板预留孔洞并进行灌浆实现连接。该连接体系中,灌浆层作为螺柱与CLT之间的传力过渡区,有效分散局部应力集中,延缓木材局部压溃;同时,该构造具有较大的安装容差,可降低施工精度要求。

论文通过推出试验,重点分析连接形式(焊接螺柱与可拆卸螺栓)板材类型正交胶合木(CLT正交胶合竹木(CLBT)及、紧固件直径对连接抗剪性能的影响。研究结果表明:与钢-CLT组合结构相比,钢-CLBT组合结构显著减轻面板承压破坏,抗剪承载力与滑移刚度均提高2倍以上;同时,相较于可拆卸螺栓连接,焊接螺柱连接在钢-CLT与钢-CLBT体系中均表现出更高的滑移刚度,提升幅度分别约为5倍和14倍。

(a) 可拆卸螺栓连接                         (b) 嵌入灌浆层的焊接螺柱连接

-CLT组合结构中两类连接形式

可拆卸螺栓连接的钢-CLT组合结构

 

可拆卸螺栓连接的钢-CLBT组合结构

 

焊接螺柱连接的钢-CLT组合结构 

焊接螺柱连接的钢-CLBT组合结构

(a) 剪切承载力                                (b) 滑移刚度

-CLT组合结构中可拆卸螺栓直径的影响

(a) 剪切承载力                                   (b) 滑移刚度

-CLT组合结构中焊接螺柱直径的影响 

(a) 剪切承载力                                    (b) 滑移刚度

-CLT组合结构中焊接螺柱和可拆卸螺栓的对比

(a) 剪切承载力                                    (b) 滑移刚度

-CLBT组合结构中焊接螺柱和可拆卸螺栓的对比

(a) 剪切承载力                 (b) 滑移刚度Ks,0.4               (c) 滑移刚度Ks,0.7

焊接螺柱和可拆卸螺栓连接中CLTCLBT板的对比

 供稿:陆金炜;供图:陆金炜;审核:魏洋;编辑:许历隆