木结构建筑由于具有环保、节能、保温、轻质美观等许多优点,一直以来深受人们的青睐。木材作为一种可再生的建筑材料,其具有轻质高强、抗震性能好、易加工的特点,但木材设计强度低且随时间增长强度退化,力学性能受蠕变影响大,易出现裂缝,并受环境影响易腐蚀和虫蚀等性能缺陷。薄壁型钢其特点是“用量省、质量轻、成型方式灵活、截面大”,但随着薄壁型钢的宽厚比增加,其容易发生整体失稳或局部弯曲,使得结构的几何形状发生突变致使其完全丧失承载能力。为了充分发挥木材和薄壁型钢材的力学性能优势,近年来诸多学者致力于将薄壁型钢材与木材组合形成薄壁H型钢-木组合梁,相关研究表明钢-木组合界面的连接性能是影响薄壁H型钢-木组合梁承载能力的重要因素之一,其界面失效的过程和破坏机理及其相关力学性能目前尚不明确,因此本文针对课题组所提出的薄壁H型钢-木组合梁的相关研究基础上,开展相关组合连接界面受力性能研究。主要通过以下四个部分的内容开展本文工作:(1)薄壁H型钢-木组合梁材料的力学性能试验:包括木材的含水率及密度、顺纹抗压强度、顺纹抗拉强度、抗弯弹性模量、抗弯强度、轴向拉力作用下的泊松比(顺纹),并根据《木结构手册》计算推导出木材的其它相关参数,以及钢材的极限抗拉强度、屈服强度、弹性模量、泊松比,为后续理论推导和数值模拟提供数据依据。(2)薄壁H型钢-木组合梁组合连接界面推出试验(单纯螺钉连接、单纯粘胶连接、螺钉与粘胶共同连接):通过6组单纯螺钉连接界面推出试验,观察与分析钢-木螺钉连接的屈服模式和破坏模式,并分析螺钉材质、螺钉直径、螺钉间距3因素对界面承载力的影响。通过4组单纯结构胶连接试验研究翼缘木材宽度、粘胶长度对界面连接性能的影响。通过7组螺钉+胶粘共同连接试验研究螺钉间距及粘胶长度、组合截面宽度、翼缘木材厚度等对界面承载能力的影响。(3)界面承载能力计算公式推导研究:通过简化力学受力模型与力学分析,推导出翼缘木材正应力微分方程,建立了翼缘木材正应力与界面剪应力的关系表达式,利用边界条件及测得的翼缘木材应变求解出翼缘木材的正应力计算表达式,从而建立钢-木界面剪应力计算公式,在此基础上推导出钢-木组合界面承载力计算公式。(4)连接界面数值模拟分析:通过ABAQUS软件对试验模型进行有限元分析,对木材、钢材、螺钉等材料进行有效的材料属性定义,对单元网格划分及界面相互作用进行系统研究。将钢-木组合界面数值模拟结果与试验结果进行对比,从而验证模拟的有效性,在此基础上对钢-木组合界面进行参数分析,考虑薄壁H型钢的厚度、强度,自攻螺钉的长度、强度等对界面承载力的影响。通过研究表明:组合连接界面承载能力与螺钉材质、螺钉直径、螺钉间距、翼缘木材宽度、粘胶长度、翼缘木材厚度等因素有关。单纯螺钉连接、单纯粘胶连接界面表现为脆性破坏,而螺钉+粘胶混合连接不仅有效地提高了界面的承载能力,而且使其具有延性破坏的特征。通过理论计算分析,提出了?=0.87的强度折减系数,对比试验值与理论计算值,其计算误差约为4%。模拟研究表明,钢-木组合界面数值模拟结果与试验结果大致吻合,从而验证了模拟的有效性。研究成果对进一步研究内置薄壁H型钢-木组合梁组合受力机理、受弯承载力性能提供参考依据。对发展新型高性能绿色环保组合结构,促进建筑结构装配化和工业化,实现绿色建造,最终达到节约能源,保持生态平衡具有重要意义。