[发明专利]一种体内预应力胶合木梁的张拉方法

说明书

本发明公开了一种体内预应力胶合木梁的张拉方法，包括以下几个步骤：步骤一、获取体内预应力胶合木梁的结构参数；步骤二、根据步骤一获取的结构参数，确定预应力胶合木梁有效张拉力的上限值和下限值，其中下限值为受拉破坏和受压破坏临界状态对应的有效张拉力；上限值为极限状态下预应力筋刚好屈服时对应的有效张拉力；步骤三、根据步骤二确定的有效张拉力的上限值和下限值对胶合木梁进行张拉。本发明可直接方便、准确地获得有效张拉力的上下限值，从而确定合理的有效张拉力对胶合木进行张拉，在保证安全的前提下提高胶合木的承载能力。

技术领域

本发明涉及一种体内预应力胶合木梁有效张拉力上下限值的确定方法技术，属于木结构的设计技术领域。

背景技术

胶合木是以原木为主要原材料，采用高性能的环保型胶粘剂，利用现代木材加工技术制成的复合木材。由于具有节能环保、结构性能优良、尺寸形状不受原木径级限制等优点，早在上世纪四、五十年代，胶合木结构的发展已经遍及欧美、日本等国，已经大量用于大跨、空间与桥梁结构。传统胶合木梁的弯曲破坏形式大都是由受拉边缺陷引起的受拉破坏，木材强度尤其是受压强度不能得到充分利用。而大跨度木结构中通常因变形要求需要较大的梁截面，造成材料强度不能充分利用而浪费木材，长期以来研究人员不断探索胶合木梁的增强方法。

国内外已有相关学者展开了体内预应力胶合木梁抗弯承载能力的试验研究工作。试验研究表明，体内预应力胶合木梁的抗弯承载能力较普通胶合木梁承载能力高，且在一定的张拉力范围内，承载能力随着张拉力的提高而提高，破坏时受压区破坏表现为木纤维褶皱，这说明受压区木材得到了较为充分的利用。

体内预应力胶合木梁需要对筋材进行张拉，而现有技术并无法确定具体的张拉力大小，当张拉力过小时，预应力筋材强度发挥较小，木材受压区纤维强度利用率不高，预应力胶合木梁较普通胶合木梁抗弯承载能力提高不大，且破坏时为突然的、脆性的破坏；当张拉力过大时，则在使用荷载作用下，预应力筋容易过早达到屈服，甚至拉断，造成截面失效，以及因锚夹片弹出而伤人，十分危险。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的不足，而提供一种能充分发挥木材性能同时提高承载能力的体内预应力胶合木梁的张拉方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种体内预应力胶合木梁的张拉方法，其特征在于：包括以下几个步骤：

步骤一、获取体内预应力胶合木梁的结构参数，包括预应力胶合木梁的宽度b、高度h、受拉筋材合力点到木材受拉区边缘的距离h_at，受压筋材合力点到木材受压区边缘的距离h_ac、受压筋材的截面面积A_rc以及受拉预应力筋的截面面积A_rt；

步骤二、根据步骤一获取的结构参数，确定预应力胶合木梁有效张拉力的上限值和下限值，其中下限值为受拉破坏和受压破坏临界状态对应的有效张拉力；上限值为极限状态下预应力筋刚好屈服时对应的有效张拉力；

步骤三、根据步骤二确定的有效张拉力的上限值和下限值对胶合木梁进行张拉。

有效张拉力的下限值F_pe，cr为：

有效张拉力的上限值F_pe，cr为：

其中，E_w为木材的弹性模量；E_r为筋材的弹性模量；ε_wtu为木材的极限拉应变、ε_wcu为木材的极限压应变；ε_wcy为木材的屈服压应变；k为应变增大系数；