專利名稱：一種原竹桿件橫隔板抗沖切承載力試驗方法
一種原竹桿件橫隔板抗沖切承載力試驗方法所屬領域
本發(fā)明涉及一種原竹桿件橫隔板抗沖切承載力試驗方法，屬于建筑工程技術領域。
背景技術：
中國是世界竹類的故鄉(xiāng)，盛產(chǎn)竹材，擁有燦爛的竹樓文化。竹是快速可再生的綠色建筑材料，利用原竹建造低層建筑，減少鋼筋水泥等高能耗建筑材料的使用已經(jīng)成為竹建筑領域的研究熱點之一。
原竹桿件以軸向受力為主，可以進一步劃分為軸向受壓的壓桿和軸向受拉的拉桿兩大類構件。為提高壓桿節(jié)點的可靠性，現(xiàn)有技術采用在節(jié)點范圍內原竹空腔內充填水泥砂漿， 使軸向壓力通過水泥砂漿填充物傳遞到原竹空腔之間的橫隔板上，再由橫隔板把軸力均勻的傳遞到整個原竹竹壁上；與上述受壓桿件對比，原竹受拉桿件的拉力傳遞更為困難?，F(xiàn)有技術采用在原竹竹壁打孔對穿螺栓，然后在節(jié)點范圍內原竹空腔內充填水泥砂漿，使軸向拉力通過固化后的水泥砂漿填充物傳遞到原竹空腔之間的橫隔板上，再由橫隔板把軸向拉力均勻的傳遞到整個原竹竹壁上。由上述分析得知，無論受壓桿件還是受拉桿件，現(xiàn)有技術都把原竹空腔之間的橫隔板作為軸力傳遞和分配的關鍵部位，原竹橫隔板的抗沖切能力對于確保節(jié)點連接可靠性具有決定性的意義。盡管原竹橫隔板的抗沖切能力對于原竹結構具有重要意義，但國內外目前尚無測試原竹橫隔板抗沖切能力的試驗方法，無法得到原竹橫隔板抗沖切能力的確切數(shù)值，導致目前原竹結構節(jié)點的設計具有相當?shù)拿つ啃裕催^于保守導致節(jié)點設計復雜、造價增加； 要么安全儲備不足，給結構安全造成隱患。

發(fā)明內容
為了克服現(xiàn)有竹結構節(jié)點設計的盲目性，準確獲得原竹橫隔板抗沖切能力，本發(fā)明提供一種原竹桿件橫隔板抗沖切承載力試驗方法，測試方法為原竹結構受壓桿件和受壓桿件的節(jié)點連接設計提供了準確的壓力——變形曲線，以及橫隔板抗沖切承載力，為節(jié)點設計達到安全、經(jīng)濟的雙重目標提供了科學依據(jù)。本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是通過使用快硬早強擬型填充料填充原竹空腔，采用塑料薄膜涂油減少壓力損失以及多點位移測量，用材料試驗機向填充料施加壓力，填充料將隔板沖切破壞，記錄壓力增加過程以及對應隔板變形，測繪壓力一變形曲線，進而獲得橫隔板抗沖切承載力。其具體制備步驟包括如下
A、原竹填充試樣的制備從原竹竹節(jié)3上切下一段含有原竹橫隔板12的竹節(jié)，橫隔板一端保留竹壁長度30 60毫米，另一端留竹壁長度100 250毫米；將橫隔板處外表面竹節(jié)磨平，用緊箍件4將橫隔板箍緊，橫隔板兩側的竹壁也用緊箍件箍緊；將橫隔板一側長度為100 250毫米的竹壁內側薄涂潤滑油，再把普通塑料薄膜9滿貼在薄涂潤滑油的竹壁內側，形成油脂隔離層8，將快硬早強微膨脹石膏水泥填料5倒入貼有塑料薄膜的竹筒內側；
B、原竹試樣觀測點的設置待石膏水泥漿料固化后，將竹節(jié)立放在材料試驗機底座11 上，長度30 60毫米的原竹空腔在下，內填石膏水泥填料的竹壁在上，在竹節(jié)橫隔板外側緊箍件表面設置豎向位移觀測點II10，在靠近橫隔板的橫隔板下方的竹壁上開豎向觀測孔 6，通過該觀測孔在橫隔板底面中心設置一個位移觀測點III 13 ；
C、承載力的測試采用材料試驗機進行測試，在原竹試樣填充漿料一側放置傳力板2， 傳力板上設置豎向位移觀測點I 7，通過材料試驗機推力桿1對傳力板施加豎向壓力，記錄壓力值及對應的三個位移標識點的位移，直至隔板沖切破壞，根據(jù)壓力和位移記錄，繪制隔板的沖切力(壓力)一變形曲線14，得到隔板的抗沖切承載力，利用曲線14，既可以得到原竹橫隔板的極限抗沖切能力，也可以建立P-Δ方程，推算不同P值作用下橫隔板中心的豎向變形值。所述原竹為生長時間為3 6年的空心竹子，直徑30 300毫米。所述緊箍件為鐵絲、鋼絲、鋼箍、碳纖維布。所述快硬早強微膨脹石膏水泥漿料由半水石膏水泥=1:1的比例混合后再加入混合物重量30 50%的水攪拌而成的漿料。所述觀測孔6為橢圓形，其高度為10 20毫米，最大寬度為10毫米。所述傳力板為鋼板、鐵板，其厚度為20 30毫米。本發(fā)明的優(yōu)點和有益效果是
(1)、能夠準確獲得原竹橫隔板的極限抗沖切能力，便于節(jié)點設計達到安全、經(jīng)濟的雙重目標，提高節(jié)點設計的可靠性，避免設計的盲目性；
(2)、能夠準確獲得原竹橫隔板的抗沖切荷載-變形曲線，便于節(jié)點變形計算；
(3)、采用水泥石膏快硬早強微膨脹擬型填充料，快速固化，縮短試驗周期；
(4)、采用塑料薄膜涂油隔離技術，壓力損失??；多點位移測試，準確量測隔板變形，試驗精度好。塑料薄膜涂油隔離技術避免擬型填充漿料中的水分被竹壁吸收，保證擬型填充漿料抗壓強度不因失水而降低；
(5)、試驗結果既可用于受壓桿件節(jié)點承載力和變形計算，也可用于受拉桿件節(jié)點承載力和變形計算。


圖1是本發(fā)明的試樣剖面圖； 圖2是本發(fā)明的試樣側視圖3是本發(fā)明的橫隔板沖切力一變形圖。圖各標號為1-試驗機推力桿，2-傳力板，3-原竹竹節(jié)，4-緊箍件，5-快硬早強微膨脹石膏水泥填料，6-觀測孔，7-豎向位移觀測點I，8-油脂隔離層，9-塑料薄膜，10.豎向位移觀測點II，11-試驗機底座，12-橫隔板，13-位移觀測點III，14-隔板沖切力——變形曲線。
具體實施例方式
下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。實施例1
Α、原竹填充試樣的制備從原竹(為生長時間為3年的空心竹子，直徑150毫米)竹節(jié)3 上切下一段含有原竹橫隔板12的竹節(jié)，橫隔板一端保留竹壁長度30毫米，另一端留竹壁長度100毫米；將橫隔板處外表面竹節(jié)磨平，用緊箍件4將橫隔板箍緊，橫隔板兩側的竹壁也
4用緊箍件箍緊；將橫隔板一側長度為100毫米的竹壁內側薄涂潤滑油，再把普通塑料薄膜9 滿貼在薄涂潤滑油的竹壁內側，形成油脂隔離層8，將快硬早強微膨脹石膏水泥填料5倒入貼有塑料薄膜的竹筒內側；(如圖1所示)采用的緊箍件為鐵絲?？煊苍鐝娢⑴蛎浭嗨酀{料由半水石膏水泥=1:1的比例混合后再加入混合物重量30%的水攪拌而成的漿料。B、原竹試樣觀測點的設置待石膏水泥漿料固化后，將竹節(jié)立放在材料試驗機底座11上，長度30毫米的原竹空腔在下，內填石膏水泥填料的竹壁在上，在竹節(jié)橫隔板外側緊箍件表面設置豎向位移觀測點II 10，在靠近橫隔板的橫隔板下方的竹壁上開豎向觀測孔 6 (為橢圓形，其高度為10毫米，最大寬度為3毫米)，通過該觀測孔在橫隔板底面中心設置一個位移觀測點III 13 ；(如圖2所示)
C、承載力的測試采用材料試驗機進行測試，在原竹試樣填充漿料一側放置傳力板2， 傳力板(為鋼板，其厚度為20毫米)上設置豎向位移觀測點I 7，通過材料試驗機推力桿1對傳力板施加豎向壓力，記錄壓力值及對應的三個位移標識點的位移，直至隔板沖切破壞，根據(jù)壓力和位移記錄，繪制隔板的沖切力(壓力)——變形曲線14，得到隔板的抗沖切承載力。 (如圖3所示)利用曲線14，既可以得到原竹橫隔板的極限抗沖切能力，也可以建立P-Δ方程，推算不同P值作用下橫隔板中心的豎向變形值。實施例2:
Α、原竹填充試樣的制備從原竹(為生長時間為4年的空心竹子，直徑30毫米)竹節(jié)3 上切下一段含有原竹橫隔板12的竹節(jié)，橫隔板一端保留竹壁長度40毫米，另一端留竹壁長度180毫米；將橫隔板處外表面竹節(jié)磨平，用緊箍件4將橫隔板箍緊，橫隔板兩側的竹壁也用緊箍件箍緊；將橫隔板一側長度為180毫米的竹壁內側薄涂潤滑油，再把普通塑料薄膜9 滿貼在薄涂潤滑油的竹壁內側，形成油脂隔離層8，將快硬早強微膨脹石膏水泥填料5倒入貼有塑料薄膜的竹筒內側；(如圖1所示)采用的緊箍件為鋼絲?？煊苍鐝娢⑴蛎浭嗨酀{料由半水石膏水泥=1:1的比例混合后再加入混合物重量40%的水攪拌而成的漿料。B、原竹試樣觀測點的設置待石膏水泥漿料固化后，將竹節(jié)立放在材料試驗機底座11上，長度40毫米的原竹空腔在下，內填石膏水泥填料的竹壁在上，在竹節(jié)橫隔板外側緊箍件表面設置豎向位移觀測點II 10，在靠近橫隔板的橫隔板下方的竹壁上開豎向觀測孔 6 (為橢圓形，其高度為15毫米，最大寬度為7毫米)，通過該觀測孔在橫隔板底面中心設置一個位移觀測點III 13 ；(如圖2所示)
C、承載力的測試采用材料試驗機進行測試，在原竹試樣填充漿料一側放置傳力板2， 傳力板(為鋼板，其厚度為25毫米)上設置豎向位移觀測點I 7，通過材料試驗機推力桿1對傳力板施加豎向壓力，記錄壓力值及對應的三個位移標識點的位移，直至隔板沖切破壞，根據(jù)壓力和位移記錄，繪制隔板的沖切力(壓力)一變形曲線(14)，得到隔板的抗沖切承載力。 (如圖3所示)利用曲線14，既可以得到原竹橫隔板的極限抗沖切能力，也可以建立P-Δ方程，推算不同P值作用下橫隔板中心的豎向變形值。實施例3:
Α、原竹填充試樣的制備從原竹(為生長時間為6年的空心竹子，直徑300毫米)竹節(jié)3 上切下一段含有原竹橫隔板12的竹節(jié)，橫隔板一端保留竹壁長度60毫米，另一端留竹壁長度250毫米；將橫隔板處外表面竹節(jié)磨平，用緊箍件4將橫隔板箍緊，橫隔板兩側的竹壁也用緊箍件箍緊；將橫隔板一側長度為250毫米的竹壁內側薄涂潤滑油，再把普通塑料薄膜9滿貼在薄涂潤滑油的竹壁內側，形成油脂隔離層8，將快硬早強微膨脹石膏水泥填料5倒入貼有塑料薄膜的竹筒內側；(如圖1所示)采用的緊箍件為鋼箍。快硬早強微膨脹石膏水泥漿料由半水石膏水泥=1:1的比例混合后再加入混合物重量50%的水攪拌而成的漿料。B、原竹試樣觀測點的設置待石膏水泥漿料固化后，將竹節(jié)立放在材料試驗機底座11上，長度60毫米的原竹空腔在下，內填石膏水泥填料的竹壁在上，在竹節(jié)橫隔板外側緊箍件表面設置豎向位移觀測點II 10，在靠近橫隔板的橫隔板下方的竹壁上開豎向觀測孔 6 (為橢圓形，其高度為20毫米，最大寬度為10毫米)，通過該觀測孔在橫隔板底面中心設置一個位移觀測點III 13 ；(如圖2所示)
C、承載力的測試采用材料試驗機進行測試，在原竹試樣填充漿料一側放置傳力板2， 傳力板(為鐵板，其厚度為30毫米)上設置豎向位移觀測點I 7，通過材料試驗機推力桿1 對傳力板施加豎向壓力，記錄壓力值及對應的三個位移標識點的位移，直至隔板沖切破壞， 根據(jù)壓力和位移記錄，繪制隔板的沖切力(壓力)一變形曲線14，得到隔板的抗沖切承載力。 (如圖3所示)利用曲線14，既可以得到原竹橫隔板的極限抗沖切能力，也可以建立P- Δ方程，推算不同P值作用下橫隔板中心的豎向變形值。實施例4:
Α、原竹填充試樣的制備從原竹(為生長時間為5年的空心竹子，直徑200毫米)竹節(jié)3 上切下一段含有原竹橫隔板12的竹節(jié)，橫隔板一端保留竹壁長度50毫米，另一端留竹壁長度230毫米；將橫隔板處外表面竹節(jié)磨平，用緊箍件4將橫隔板箍緊，橫隔板兩側的竹壁也用緊箍件箍緊；將橫隔板一側長度為230毫米的竹壁內側薄涂潤滑油，再把普通塑料薄膜9 滿貼在薄涂潤滑油的竹壁內側，形成油脂隔離層8，將快硬早強微膨脹石膏水泥填料5倒入貼有塑料薄膜的竹筒內側；(如圖1所示)采用的緊箍件為碳纖維布?？煊苍鐝娢⑴蛎浭嗨酀{料由半水石膏水泥=1:1的比例混合后再加入混合物重量35%的水攪拌而成的漿料。B、原竹試樣觀測點的設置待石膏水泥漿料固化后，將竹節(jié)立放在材料試驗機底座11上，長度50毫米的原竹空腔在下，內填石膏水泥填料的竹壁在上，在竹節(jié)橫隔板外側緊箍件表面設置豎向位移觀測點II 10，在靠近橫隔板的橫隔板下方的竹壁上開豎向觀測孔 6 (為橢圓形，其高度為18毫米，最大寬度為9毫米)，通過該觀測孔在橫隔板底面中心設置一個位移觀測點III 13 ；(如圖2所示)
C、承載力的測試采用材料試驗機進行測試，在原竹試樣填充漿料一側放置傳力板2， 傳力板(為鐵板，其厚度為觀毫米)上設置豎向位移觀測點I 7，通過材料試驗機推力桿1 對傳力板施加豎向壓力，記錄壓力值及對應的三個位移標識點的位移，直至隔板沖切破壞， 根據(jù)壓力和位移記錄，繪制隔板的沖切力(壓力)一變形曲線14，得到隔板的抗沖切承載力。 (如圖3所示)利用曲線14，既可以得到原竹橫隔板的極限抗沖切能力，也可以建立P- Δ方程，推算不同P值作用下橫隔板中心的豎向變形值。
權利要求
1.一種原竹桿件橫隔板抗沖切承載力試驗方法，其特征在具體步驟包括如下A、原竹填充試樣的制備從原竹竹節(jié)(3)上切下一段含有原竹橫隔板(12)的竹節(jié)，橫隔板一端保留竹壁長度30 60毫米，另一端留竹壁長度100 250毫米；將橫隔板處外表面竹節(jié)磨平，用緊箍件(4)將橫隔板箍緊，橫隔板兩側的竹壁也用緊箍件箍緊；將橫隔板一側長度為100 250毫米的竹壁內側薄涂潤滑油，再把普通塑料薄膜(9)滿貼在薄涂潤滑油的竹壁內側，形成油脂隔離層(8)，將快硬早強微膨脹石膏水泥填料(5)倒入貼有塑料薄膜的竹筒內側；B、原竹試樣觀測點的設置待石膏水泥漿料固化后，將竹節(jié)立放在材料試驗機底座 (11)上，長度為30 60毫米的原竹空腔在下，內填石膏水泥填料的竹壁在上，在竹節(jié)橫隔板外側緊箍件表面設置豎向位移觀測點II (10)，在靠近橫隔板的橫隔板下方的竹壁上開豎向觀測孔(6)，通過該觀測孔在橫隔板底面中心設置一個位移觀測點111(13);C、承載力的測試采用材料試驗機進行測試，在原竹試樣填充漿料一側放置傳力板 (2)，傳力板上設置豎向位移觀測點I (7)，通過材料試驗機推力桿(1)對傳力板施加豎向壓力，記錄壓力值及對應的三個位移標識點的位移，直至隔板沖切破壞，根據(jù)壓力和位移記錄，繪制隔板的沖切力一變形曲線(14)，得到隔板的抗沖切承載力。
2.根據(jù)權利要求書1所述的原竹桿件橫隔板抗沖切承載力試驗方法，其特征在所述原竹為生長時間為3 6年的空心竹子，直徑30 300毫米。
3.根據(jù)權利要求書1所述的原竹桿件橫隔板抗沖切承載力試驗方法，其特征在于所述緊箍件為鐵絲、鋼絲、鋼箍或者碳纖維布。
4.根據(jù)權利要求書1所述的原竹桿件橫隔板抗沖切承載力試驗方法，其特征在于所述快硬早強微膨脹石膏水泥漿料由半水石膏水泥=1:1的質量比混合后再加入混合物重量30 50%的水攪拌而成的漿料。
5.根據(jù)權利要求書1所述的原竹桿件橫隔板抗沖切承載力試驗方法，其特征在于所述觀測孔(6)為橢圓形，其高度為10 20毫米，最大寬度為10毫米。
6.根據(jù)權利要求書1所述的原竹桿件橫隔板抗沖切承載力試驗方法，其特征在于所述傳力板為鋼板、鐵板，其厚度為20 30毫米。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種原竹桿件橫隔板抗沖切承載力試驗方法，建筑工程技術領域。本發(fā)明通過使用快硬早強擬型填充料填充原竹空腔，采用塑料薄膜涂油減少壓力損失，采用多點位移測量計算得到橫隔板中心豎向變形。用材料試驗機向填充料施加壓力將隔板沖切破壞，記錄壓力增加過程以及對應橫隔板變形，測繪壓力——變形曲線，進而獲得橫隔板抗沖切承載力。本測試方法為原竹結構受壓桿件和受壓桿件的節(jié)點連接設計提供了準確的壓力——變形曲線，以及橫隔板抗沖切承載力，為節(jié)點設計達到安全、經(jīng)濟的雙重目標提供了科學依據(jù)。
文檔編號G01N3/08GK102519793SQ201110449079
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月29日 優(yōu)先權日2011年12月29日
發(fā)明者劉中偉, 柏文峰, 白羽 申請人:昆明理工大學