木网壳带齿夹板节点破坏机理

为改善K6型胶合木网壳中连接节点的破坏模式,提出一种夹板内表面塞焊钢齿的铝合金螺栓夹板节点。通过ABAQUS分别建立了带齿和不带齿两种节点模型,研究其力学性能及破坏机理,并进行了钢齿数量,钢齿直径,钢齿边距的参数分析。结果表明引入钢齿可以有效提升节点的初始刚度和承载能力。相比普通夹板节点,带齿夹板节点的初始刚度提高了38.68%,承载能力提高了29.68%。普通夹板节点的破坏由木梁横纹劈裂承载能力控制,而带齿夹板节点的破坏由夹板的屈服强度控制,研究结果可为工程应用提供参考。

带齿夹板钢木连接节点受力机理

为解决胶合木网壳螺栓连接节点初始刚度低、木梁螺栓孔易发生劈裂的问题,提出一种带齿夹板钢木连接节点。通过试验研究了带齿夹板节点(JD-2)在单调荷载作用下的力学性能和破坏模式,并与同尺寸下不含钢齿的普通夹板节点(JD-1)进行对比分析。为深入研究带齿夹板节点的受力机理,对带齿夹板节点进行有限元模拟。结果表明:JD-1的破坏模式为木梁沿螺栓孔水平连线方向的横纹劈裂破坏,JD-2的破坏模式为夹板屈服破坏;与JD-1相比,JD-2的初始刚度提高了47.18%,极限承载力提高了31.4%,延性系数提高了19.83%;钢齿与木梁之间的机械咬合作用可以有效减少木梁螺栓孔初始间隙对节点刚度的不利影响;在弯矩与剪力联合作用下,荷载通过钢齿及螺栓共同传递给木梁,减少了木梁螺栓孔的应力,因此延缓了木梁螺栓孔的开裂;随着夹板翼缘厚度的增加,节点的受弯性能呈现增大的趋势;增加夹板布齿率,木梁螺栓孔受到螺栓挤压应力减小,钢齿阻止夹板与木梁之间的相对滑动能力增强,建议夹板布齿率取0.46%~0.65%。