2024年7月,公司教师王志远在校定C级期刊《Materials》发表题为“Digital image correlation-based investigation of the shear performance of connection systems of assembled bamboo scrimber–lightweight concrete composite beams”的论文。该论文结合传统测试与先进数字图像相关技术,揭示了装配式竹-轻混凝土连接系统的抗剪性能机理,提出了精准的抗剪承载力计算方程,为该类组合结构的工程设计与应用提供了关键技术支撑。装配式竹-轻混凝土组合结构兼具绿色环保与高效施工优势,其连接系统的抗剪性能直接决定整体结构的受力安全性与稳定性。传统连接系统测试方法多依赖线性可变差动变压器(LVDT),难以获取界面全域滑移数据,且现有钢-混凝土、木-混凝土连接的计算方法无法直接适用于竹-混凝土组合结构,制约了该类绿色结构的规模化推广。为解决这一技术瓶颈,研究团队设计并制作了三组共九件不同参数的重组竹-轻混凝土剪切连接试件,以销钉直径和制作工艺(装配式与现浇式)为试验参数,开展推出试验。测试过程中,创新性地联合采用LVDT与数字图像相关法(DIC),通过DIC技术获取试件表面全域位移场,精准分析界面滑移分布规律,同时以LVDT数据验证DIC测量的可靠性。研究结果表明,两种测量方法所得荷载-滑移曲线相关性极高,证实了DIC技术在该类结构测试中的有效性。连接系统的破坏模式表现为混凝土开裂与销钉弯曲,重组竹无明显损伤,装配式与现浇式试件的破坏模式无显著差异。荷载-滑移曲线可分为弹性、弹塑性和下降三个阶段,装配式连接系统的抗剪承载力与现浇式相近,但抗剪刚度更优;销钉直径与抗剪承载力呈正相关,与延性呈负相关。基于试验数据与理论分析,团队借鉴现有钢-混凝土、木-混凝土连接的计算思路,提出了适用于销钉型竹-轻混凝土连接的抗剪承载力计算方程,该方程考虑了混凝土强度、销钉直径、埋置长度等关键因素,计算值与试验值及文献数据吻合良好,平均误差仅16%,且具有一定安全储备。
希望广大教师继续潜心研究,不断创新,多出成果。(撰稿:王志远;一审:艾科妮;二审:周健;三审:戴道明)
