重组竹-钢填板螺栓节点承载力试验研究

通过不同侧材厚度、不同螺栓端距的重组竹-钢填板螺栓节点受拉试验,研究单向顺纹受拉时节点的受力性能、破坏模式及破坏机制,分析螺栓端距、侧材厚度等参数变化对节点力学性能的影响。结果表明:随着侧材厚度的增大,节点破坏模式由单纯的销槽承压破坏演变为同时发生螺栓受弯屈服和销槽承压破坏,节点承载力、延性系数均随之增大;节点承载力亦随螺栓端距加大而增大,但螺栓端距达到7d(d为螺栓直径)时,增加端距对节点承载力影响可忽略。将试验结果与《木结构设计规范》、《木结构设计手册》和美国木结构规范ANSI/AF&PA NDS—2012承载力计算结果对比得知:《木结构设计手册》推荐的计算公式可以用于重组竹-钢填板螺栓连接承载力计算;其余两规范推荐的计算公式偏于保守,计算误差可达200%以上。

带裂缝胶合木梁柱螺栓-钢填板加固节点的抗弯性能研究

对于带裂缝胶合木梁柱螺栓-钢填板连接节点,提出了运用钢箍、碳纤维布和自攻螺钉三种加固方案。在考虑裂缝影响的基础上,利用ABAQUS有限元软件对加固节点进行精细化模拟,分析加固节点的应力分布与变形情况,研究加固节点的抗弯性能,并与完好节点、未加固带裂缝节点进行对比。结果表明,加固节点的承载力和刚度可有效恢复,不同加固节点的抗弯承载力可恢复至完好节点的954%-1018%,初始刚度可恢复至完好节点的979%-1026%,其中抗弯承载力相比于未加固节点提高约644%-756%。另外,钢箍、碳纤维布和自攻螺钉均可有效地限制既有裂缝发展,提高加固节点的延性,恢复节点的耗能能力。

胶合木钢填板-螺栓节点抗弯刚度研究

为明确胶合木钢填板-螺栓节点的半刚性特征,进行了考虑螺栓行距、列距、列数和胶合木截面高度等参数变化的胶合木钢填板-螺栓节点抗弯试验。得到节点抗弯刚度后与欧洲木结构设计规范((BSEN 1995-1:2004))、日本木质构造接合部设计手册里节点抗弯刚度公式计算结果进行对比,结果表明规范公式计算的节点抗弯刚度均小于试验值,通过修正规范公式可以得到更加准确的计算结果。针对日本木质构造接合部设计手册的公式引入了滑移系数修正值和顺纹嵌入刚度修正值,修正后的公式准确度高,在胶合木结构设计的过程中可以用于计算节点的抗弯刚度并得到节点抗弯刚度折减系数。

木材—钢填板螺栓连接节点结构性能试验研究

文章主要对木材—钢填板螺栓连接节点顺纹受拉时的承载力进行研究,针对5组不同螺栓连接类型的连接节点的承载力性能进行试验研究,并分析其破坏模式和破坏机理。螺栓连接节点的延性随着螺栓数量的增加逐渐降低。采用欧洲、加拿大、美国规范的有效螺栓节点数计算公式对螺栓节点进行理论计算,并对比各自的准确性。欧洲规范得到的理论值与试验值吻合度较好。

木网壳钢板群栓节点轴向滑移刚度试验与理论研究

作为大跨木网壳常见节点之一的钢板群栓节点,在轴向力作用下极易发生滑移变形,对整体网壳的力学性能产生不可忽略的影响。为研究不同参数对钢板群栓节点轴向滑移刚度的影响,对13组,考虑螺栓直径、数量、行距、列距以及材质等级等变化参数的钢填板-螺栓节点开展了单调加载试验研究,得到不同参数节点的轴向滑移刚度及变化规律,基于单栓的半无限体地基梁理论以及群栓弹簧模型建立了节点初始滑移刚度的理论公式。分析结果表明,节点轴向滑移刚度随螺栓直径的增大以及螺栓数量的增加,总体呈现非线性的增加趋势;螺栓列距、螺栓材性对轴向刚度影响的规律性不明显。采用弹性地基梁理论分析的节点刚度与试验结果吻合度较好,可作为木网壳群栓节点轴向滑移刚度的预测分析方法。

长螺杆加强型胶合木梁柱节点力学性能

胶合木梁柱螺栓钢填板节点由于抗弯刚度较低,在结构设计中通常被视为铰接。提出了一种长螺杆加强型胶合木梁柱节点,为无支撑或剪力墙的中高层木结构体系中提供较好的刚性连接。设计并加工了3组不同长螺杆直径的节点试件,通过单调加载和往复加载试验探究了节点的抗弯刚度、抗弯承载力、破坏模式及耗能性能。通过ABAQUS有限元软件建立了节点力学模型,模拟结果与试验结果较为吻合,并基于该模型开展了参数分析。结果表明:该节点具有较高的抗弯刚度与抗弯承载力,经过合理构造后节点损伤主要集中在长螺杆,而长螺杆在破坏后易于更换,可提高节点韧性与使用寿命。参数分析结果表明,转动刚度与长螺杆直径及力臂呈正相关。基于试验与模拟的结果,提出了该类节点抗弯刚度及抗弯承载力的计算方法,为其在实际工程中的设计与应用提供参考。

重组木框架梁柱节点力学性能试验研究

试验研究了2组足尺重组木梁柱节点试件在单调荷载和往复荷载作用下的抗侧性能,探讨其破坏模式.试验结果表明,重组木节点具有较高的初始抗侧刚度和极限抗弯承载力以及较好的延性.与胶合木节点相比,使用相同长细比、个数和布置形式的螺栓实现同等的极限承载力时,重组木节点的峰值有效刚度和耗能能力分别提高约30%和90%.重组木材料强度、弹性模量和强重比的提高,有效强化了重组木梁、重组木柱与螺栓、钢填板间的相互作用,节点受力性能显著改善.

新型胶合竹梁柱节点抗测性能试验研究

进行了钢填板螺栓连接和新型外包钢板螺栓连接胶合竹梁柱节点的单调加载试验,通过节点的弹塑性刚度、屈服荷载、极限荷载和延性系数,分析了两种胶合竹梁柱节点的抗侧性能。试验结果表明,钢填板螺栓节点存在初始滑移,初始刚度较小,一旦出现螺栓截面的劈裂裂缝,承载力立即下降。外包钢板螺栓节点的外包钢板对节点起到较好的约束作用,出现劈裂裂缝后承载力还有上升空间。由此可见,采用外包钢板螺栓连接是增强胶合竹梁柱节点抗侧性能的有效措施。

重组竹和钢板加固胶合木梁柱节点抗侧性能研究

针对胶合木梁柱钢填板螺栓节点转动时螺栓挤压孔壁易引起木材劈裂这一问题，研究了内贴重组竹板和外包钢板的加固方法。对未加固对比试件和3个加固试件进行了单调加载试验，分析了4个试件的弹塑性刚度、屈服荷载、极限承载力及变形能力。试验发现，未加固对比试件U-M发生典型的螺栓截面处木材劈裂破坏，裂缝扩展变宽导致承载力丧失，而采用内贴重组竹板和外包钢板加固后，胶合木梁柱钢填板螺栓节点的抗劈裂性能明显改善；加固试件B-M，S1-M，S2-M与未加固对比试件U-M相比，最大弯矩分别提高了75．4％，70．4％，117．5％，最大弯矩对应的转角分别提高了73．3％，182．7％，348．1％。

外包钢板和内贴重组竹增强胶合木梁柱节点的试验研究

针对胶合木梁柱钢填板螺栓节点转动时螺栓孔壁处木材易劈裂的问题,研究了外包钢板和内贴重组竹板增强节点的力学性能。进行了对比节点试件、内贴重组竹板增强节点试件以及两种外包钢板增强节点试件的低周反复加载试验,研究了4种节点试件的破坏模式、承载力、变形能力、耗能能力和刚度退化性能。结果表明,外包钢板和内贴重组竹板增强能够有效提升节点的承载力和变形能力;外包钢板增强节点的耗能能力得到显著提升,尤以钢板对梁侧亦有约束的S2组试件节点更为显著,在主循环位移幅值分别为1.0Δ,1.5Δ和2.0Δ时,外包钢板增强S2组试件的耗能量较对比U组试件分别提高220%,349%,176%;几种增强方案均能提升节点的早期抗侧刚度,而内贴重组竹板增强能够在大变形阶段有效改善节点刚度的退化。