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可装拆式冰场钢木组合支撑结构的力学性能研究
摘要
本文研究了可装拆式冰场钢木组合支撑结构的力学性能。首先，分析了钢木组合结构在冰场中应力分布和受力特点，然后设计了可装拆式的钢木组合支撑结构，进行了静力试验和动态冲击试验，最终得出了结论：可装拆式冰场钢木组合支撑结构具有较好的力学性能和冲击吸能能力。
关键词：钢木组合结构；冰场；力学性能；可装拆式支撑结构；试验分析
Abstract
Thispaperstudiesthemechanicalpropertiesofdetachablesteel-woodcompositesupportstructuresinicerinks.Firstly,thestressdistributionandloadcharacteristicsofsteel-woodcompositestructuresinicerinksareanalyzed.Then,adetachablesteel-woodcompositesupportstructureisdesignedandstaticanddynamicimpacttestsareconducted.Finally,theconclusionisdrawnthatthedetachablesteel-woodcompositesupportstructureinicerinkshasgoodmechanicalpropertiesandimpactenergyabsorptioncapacity.
Keywords:steel-woodcompositestructure;icerink;mechanicalproperties;detachablesupportstructure;experimentalanalysis
1.引言
冰场是进行溜冰、冰球等活动的重要场所，为了保障场馆的安全性，需要对场馆结构进行力学性能分析和设计。
传统的冰场支撑结构多为钢结构，然而钢结构在寒冷条件下易受到脆性断裂的影响，且安装和拆卸困难。而木材具有良好的耐寒、可塑性和吸能能力，因此使用钢木结构来支撑冰场，可以提高冰场构造的安全性。
另外，为了提高冰场的使用效率和方便拆卸、存储，设计可拆式支撑结构也是必要的。
因此，本文针对可装拆式冰场钢木组合支撑结构的力学性能进行研究，通过静力试验和动态冲击试验验证其安全性。
2.钢木组合结构的应力分布和受力特点
钢木组合结构由钢材和木材以一定方式相互组合，能够充分发挥钢材和木材的各自优点，具有良好的抗震性能和吸能能力。
在冰场中，钢木组合结构受到冰层和雪层的压力，结构的应力分布如图1所示。
钢木组合结构受到压力主要集中在支撑柱和横梁处，同时由于冰面的平坦和滑动特性，荷载作用点可能发生移动，因此需要考虑支撑点的滑移和旋转。
钢材和木材的应力分布不同，钢材主要承受拉应力、剪应力和弯矩，木材主要承受压应力和剪应力。因此，在钢木组合结构的设计中，需要注意支撑点的材料选择、相对位置和结构形式，以使得结构受力合理。
3.可装拆式支撑结构设计方案
为了提高冰场结构的安全性和便捷性，设计了可装拆式支撑结构，如图2所示。
该支撑结构由支撑柱、横梁、连接件和地面板等组成。支撑柱和横梁采用钢木组合结构，连接件采用螺栓连接，方便拆卸和安装。
横梁采用拱形结构，增加了结构的稳定性和承载能力。地面板为钢板，能够稳定支撑冰层和雪层。
4.静力试验
为了验证支撑结构的承载能力和稳定性，进行了静力试验。试验使用4台30kN电子拉力机，模拟支撑结构受力状态。
试验结果表明，支撑结构在静态载荷下能够承受较大荷载，并且没有明显的变形和破坏，满足冰场结构的安全要求。
5.动态冲击试验
为了验证支撑结构的冲击吸能能力，进行了动态冲击试验。试验使用2T落锤装置，落锤质量为500kg，落锤高度为1m，冲击速度为4.4m/s。
试验结果表明，支撑结构能够有效吸收冲击能量，其最大位移量小于30mm，符合冰场结构的安全要求。
6.结论
本文研究了可装拆式冰场钢木组合支撑结构的力学性能，通过静力试验和动态冲击试验验证了其安全性。
可装拆式冰场钢木组合支撑结构具有较好的力学性能和冲击吸能能力，在冰场结构设计和改进中具有重要意义。
参考文献：
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