木结构螺栓连接的力学性能分析

木结构中螺栓连接具有半刚性特性,连接性能对结构的力学性能影响显著.为解决螺栓连接初始刚度的计算问题,本文基于弹性地基梁理论推导出连接刚度的计算方法.弹性地基梁理论中的地基模量对应于木材的销槽承压刚度,本文对樟子松和东北落叶松销槽承压试验结果进行回归分析,通过全干相对密度和销直径两个变量,提出顺纹和横纹受力下的销槽承压刚...     

重组竹横纹销槽承压强度试验研究

设计4组仅销槽直径不同的试件来分析螺杆直径对重组竹横纹销槽承压强度的影响,根据试验结果评价美国木结构设计规范和欧洲木结构设计规范推荐的理论计算公式对重组竹的适应性。采用1mm/min的速度加载至试件破坏,根据试验结果,得到了所有试件的荷载-位移曲线和极限强度值,并且得到基于美国规范5%d偏移法的屈服强度试验值,结果表明采用5%d偏移法得到的重组横纹竹销槽承压屈服强度值比较均匀,变异系数13.36%之内,并且其平均值随螺杆直径增大而减小,大于理论公式的计算结果,因此采用规范推荐的理论计算公式具有较高的可靠性。     

内嵌钢板销式连接胶合木梁短期受力性能

内嵌多块钢板销式连接是重型木结构最有效的连接方式之一,已越来越广泛地应用于木结构节点连接中.采用四点弯曲加载试验方法,对两根内嵌三块钢板销式连接胶合木梁短期受力性能进行了试验研究,其中一根梁的连接节点位于纯弯段,另一根梁的连接节点位于弯剪段.研究采用此类连接胶合木梁的力学性能、破坏模式以及连接位置对胶合木梁力学性能的影响等,并基于试验结果推导采用此类连接胶合木梁的极限承载力和挠度计算公式.试验结果表明:构件的极限承载力和跨中挠度与连接节点的位置有关,连接节点位于弯剪段胶合木梁的承载力大于连接节点位于纯弯段胶合木梁的承载力;理论计算结果与试验数据符合较好,可为木结构的设计和应用提供参考.     

高温下重组竹顺纹销槽承压强度试验研究

为研究温度对重组竹销槽承压强度的影响,对14组42个重组竹顺纹销槽承压试件采用稳态试验方法进行单调加载直至破坏.试验结果表明:20℃时试件的极限销槽承压强度平均值为75.2 MPa,在20~110℃时,随着温度增加承压强度逐渐减小,但在110~170℃温度区间,由于水分蒸发销槽承压强度出现局部提高现象,当温度升至170~270℃,由于竹材内部纤维高温分解承压强度逐渐减小,温度在270℃时,销槽承压强度为9.6 MPa.基于5%直径偏移法得出屈服荷载随温度的变化规律,根据温度区间不同,提出了4种典型销槽承压破坏形态.通过对比各国规范和文献,提出了高温下重组竹销槽承压强度的建议计算公式,为火灾下螺栓节点承载力计算提供了理论基础.     

内嵌多块钢板销式木连接力学性能研究

采用单调加载方法对11个内嵌钢板单销木连接试件进行顺纹受压试验,研究内嵌钢板销式连接的力学性能和破坏模式以及钢板数目、钢板间木材厚度与钢板外边缘木材厚度之比和钢销直径对承载力的影响.试验结果表明,在钢销直径相同的条件下,连接节点的承载力随钢板数目和钢板间木材厚度与钢板外边缘木材厚度比值的增加而增大.基于欧洲屈服理论并根据叠加原理推导了内嵌多块钢板单销连接节点顺纹受压承载力计算公式,理论计算结果与试验数据符合较好.     

重组竹横纹销槽承压强度的试验研究

设计4组竹销槽直径不同的试件来分析螺杆直径对重组竹横纹销槽承压强度的影响。根据试验结果评价美国木结构设计规范和欧洲木结构设计规范推荐的理论计算公式对重组竹的适应性。采用1 mm/min的速度加载至试件破坏。根据试验结果,得到了所有试件的荷载-位移曲线和极限强度值;并且得到基于美国规范5%d偏移法的屈服强度试验值。结果表明采用5%d偏移法得到的重组横纹竹销槽承压屈服强度值比较均匀,变异系数13.36%之内;并且其平均值随螺杆直径增大而减小,大于理论公式的计算结果;因此采用规范推荐的理论计算公式具有较高的可靠性。     

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/AFPA 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。     

古建筑木结构修缮加固时木材材料强度取值探讨

古建筑木结构由于木材自身的缺陷以及自然与人为的破坏,都急待修缮加固.木材材料强度的大小是制定修缮加固方案、确定更换构件与否的基础,但目前尚缺乏这方面的研究成果.考虑到古建筑木材材料性能退化,分析了古旧木材历经年限对木材强度的影响和横向裂纹对木材抗弯强度的影响,提出了古建筑木结构修缮加固时木材材料强度的取值方法,可为古建筑木结构的修缮加固提供参考.     

木材-钢填板螺栓连接的承载能力试验研究

对4组不同木材厚度共20个螺栓连接试件的结构性能进行试验研究,得到木材-钢填板螺栓连接在顺纹受拉时的承载能力,并探讨其破坏模式及破坏机理.研究表明,木材-钢螺栓连接的破坏模式、承载力大小及其延性均与连接中侧材相对厚度有关.木材-钢螺栓连接在现代木结构中具有广泛的应用前景,研究结果可为我国现代木结构的加工、设计和应用提供参考.     

竹集成材钉连接顺纹向的抗剪性能

为研究竹集成材(LBL)钉节点顺纹向受力时的承载性能、变形特性和破坏机理,对125个钉节点双面剪切试件进行了单调静力加载破坏性试验,研究参数包括钉直径、列数和行数.试件的破坏主要有钉帽下部的竹材局部压屈、销槽承压破坏、双铰破坏及LBL劈裂破坏.钉节点的抗剪承载力随钉子直径、列数和排数的增加而增大,但群钉节点的承载力明显小于单钉节点的承载力之和.提出并验证了群钉节点的有效钉子数量和销槽承压有效长度系数计算公式,对比分析了4种常见的屈服点确定方法,结果表明5%钉直径偏移法更适合预测LBL钉节点的屈服荷载.