斜螺钉连接胶合木梁柱节点抗侧性能研究

设计了一种适用于装配式胶合木建筑的新型梁柱斜螺钉连接节点。采用全螺纹自攻螺钉将金属钢板和梁、柱分别连接,通过高强度螺栓完成梁和柱的基础连接。试验表明:3组斜螺钉连接胶合木梁柱节点低周反复试验得到的弯矩-转角滞回曲线,在拉向和压向加载循环中基本对称,呈"反S形",转角较大时,表现出一定的"捏缩"现象,随着循环次数的增加,骨架曲线的斜率逐渐减小,出现了刚度退化,表明节点在反复荷载作用下因累积吸收的能量而产生损伤;全螺纹自攻螺钉可以有效地将胶合木梁柱节点处的荷载传递到胶合柱的内部,具有较强的抗侧承载性能;节点在变形角1/100循环前,耗能能力处于较低水平,随着转角的增大,耗能能力明显增强,直至最后循环,节点仍保持较强的耗能能力。     

云杉胶合木钢板斜螺钉连接的剪切性能研究

为准确评价斜螺钉连接钢 木节点的剪切性能,探明其受力机理,以云杉胶合木、钢板和自攻螺钉作为研究材料,测试不同荷载方向与受力情况下斜螺钉连接节点的承载性能,将试验数据与国外规范中的计算模型进行对比,提高了侧边钢板 胶合木(钢 木)斜螺钉连接节点承载性能的预测能力。结果表明:自攻螺钉与剪切面之间的角度变化对其在钢 木节点承受剪 压复合应力的承载力影响不明显,当偏转为剪 拉复合应力时,节点承载力明显增大,并在30°~45°获得最大值;剪 压复合应力时,现行EC5公式计算剪 压节点的极限承载力非常不安全;EC5的刚度预测结果在剪 压复合应力区和垂直剪切面钉入时,与试验值吻合度很高,但对剪 拉区节点的滑移模量没有预测性;将Tomasi模型应用于斜螺钉连接钢 木节点滑移模量理论计算时,在45°~90°时与试验值吻合度极高。单颗自攻螺钉的抗拔刚度计算节点滑移模量的方法极为有效,具有较高的借鉴意义。     

北美黄杉和云杉-松木-冷杉平行弦木桁架承载性能比较

【目的】对比不同腹杆角度下北美黄杉和云杉-松木-冷杉(SPF)华伦式平行弦木桁架的承载性能,探究腹杆角度和结构用材对华伦式平行弦木桁架承载性能的影响规律,为平行弦木桁架结构设计提供理论依据。【方法】以承载力和稳定性为验算指标,利用Smsolver结构力学求解器对平行弦木桁架各杆件的内力变化及其变形情况进行定量分析,得到平行弦木桁架腹杆角度的上、下临界角度和最优腹杆角度;采用ABAQUS有限元软件对3种腹杆角度的北美黄杉和SPF平行弦木桁架进行有限元模型分析与验证,获得不同基材平行弦木桁架在不同腹杆角度情况下的内力变化规律,判断其可能的破坏形式和受力机理;以SPF和北美黄杉为基材分别制作3种腹杆角度的平行弦木桁架,进行抗弯承载性能静力试验,探究平行弦木桁架的极限荷载、应力分布及主要破坏形式,并与有限元模拟结果进行对比,验证平行弦木桁架有限元模型分析的准确性和适用性。【结果】1)华伦式平行弦木桁架的最优腹杆角度为47°,下临界角度为34°,上临界角度为60°;2)北美黄杉平行弦木桁架的极限荷载范围为26.53～40.83 kN,跨中挠度范围为30.57～31.01 mm,SPF平行弦木桁架...     

马尾松胶合木顺纹植筋抗拔性能研究

笔者选择国产马尾松胶合木为研究对象,并以双组份环氧树脂为胶黏剂,开展胶合植筋连接性能研究。采用拉-拉荷载模式,研究了植筋杆直径和植入深度对胶合木植筋抗拔强度和破坏模式的影响。研究结果表明:长径比是影响植筋连接破坏载荷的重要因子。破坏载荷随长径比的增大而增大,木材与胶黏剂粘接界面名义剪切强度随长径比λ的增大而减小。试验中主要产生木材开裂、植筋杆拔出和植筋杆屈服3种破坏模式。     

轻质无框木基仿生夹芯板嵌入式连接极限抗拔力研究

针对轻质无框木基仿生夹芯板因中空而不易连接的问题,提出一种基于“双螺纹”嵌入式连接来增强嵌入螺母的抗拔强度。采用单因素试验法研究双螺纹嵌入螺母参数（长度、宽螺纹牙间距、牙高）以及引导孔直径和表板类型对轻质无框木基仿生夹芯板极限抗拔力的影响规律,作为对照在固定表板类型条件下,对比了M6拉铆螺母的极限抗拔力。结果表明：M6拉铆螺母适合安装在3 mm厚的椴木胶合板上。提升双螺纹嵌入式螺母的极限抗拔力,可增加螺母宽螺纹牙间距,降低宽螺母长度并选用较小直径的引导孔和厚度高且密度大的表板。     

木桁架齿板连接性能及影响因子研究现状

齿板连接性能的研究,时木桁架及整个轻型框架的木结构设计及性能优化具有重要意义.从齿板连接的前期基础、静态测试、动态测试、破坏模式及连接性能影响因子等方面,详细阐述了国内外齿板连接性能的研究现状,以期为国内齿板连接性能的研究提供借鉴.     

胶合竹植筋节点抗拔性能影响因素

胶合竹家具,如落地衣架和落地灯,存在着主杆节点的强度不足和美观度不佳等问题。植筋连接技术被广泛认为可以显著提升竹木构件节点的抗拔性能,而且由于其内置的特性,不会影响外形美观。尽管胶合竹植筋连接技术在建筑领域的方形梁柱节点中得到了广泛应用,但本研究旨在将这一技术应用于产品领域的胶合竹家具圆杆节点。在改变胶合竹植筋节点的形状后,需要通过试验分析来确定各项合理化设计参数,以提升节点的抗拔性能。选取胶合竹植筋圆杆为研究对象,以植筋边距、胶层厚度、植筋长径比等因素为研究变量。采用拉-拉模式进行抗拔性能试验,记录试件破坏模式和节点极限荷载。在试验过程中,出现胶合竹劈裂破坏、植筋拔出破坏和植筋屈服破坏3种破坏模式。研究结果表明：为防止胶合竹劈裂破坏,胶合竹与植筋直径之比应不小于8;节点极限荷载受胶层厚度影响显著,但胶层厚度不宜过大,当植筋直径为4 mm时,胶层厚度可设置为1.0～1.5 mm;节点极限荷载随着植筋长径比增加而提高,对于直径为4和8 mm的植筋杆,屈服破坏的临界植筋长径比均可取为15。基于试验结果,本研究提出了胶合竹植筋节点极限荷载预测方程,计算值与试验值较为接近。     

斜螺钉2种角度不同组合形式对钢板-正交胶合木剪切性能的影响

【目的】制作一种采用自攻螺钉连接的钢板-正交胶合木节点,探究螺钉不同钉入角度不同组合形式对节点力学性能的影响,并依据现有的理论计算模型与试验值比较对计算模型进行优化,为新型连接件的开发和应用提供理论模型和参考。【方法】参考美国标准（ASTM D1761-12）以1 mm·min^-1的速度匀速加载,对夹角为45°和90°2种自攻螺钉钉入角度进行6种不同组合形式的抗剪试验,记录分析受剪切节点的破坏形态并对比各组试件的荷载-位移曲线、承载力、刚度和能量耗散。【结果】试件主要破坏模式包括2颗钉同时被剪断、钉未被剪断但产生塑性铰和钉未被剪断但同时被拔出。6组试件均出现一侧钉被剪断的破坏模式,组J-Cross45°T和S-Double45°T出现钉未被剪断而被拔出、组S-45°T-45°C出现钉未被剪断而产生塑性铰的破坏模式。组J-Cross45°T、J-Double45°T、S-Double45°T的承载力和刚度均远高于组S-45°T-45°C、S-90°-45°C、S-90°-45°T,组S-90°-45°C的能量耗散和承载力对应位移最大。【结论】对于承载力、刚度、能量耗...     

圆竹填充节点抗拔性能研究

为高效、合理利用竹材资源,充分发挥圆竹优良的力学特性,针对因圆竹中空而造成的接合不便及强度不高问题,提出了用硬质木材局部填充圆竹内腔,提高圆竹构件间连接的可行性及强度。探讨了榉木直径、榉木与圆竹内腔间隙量、填充剂、填充剂木纤维添加量对圆竹节点抗拔力的影响。结果表明:1)当榉木直径接近圆竹内腔直径时节点的抗拔力较大,榉木与圆竹内壁间隙量过小或过大都会导致抗拔力下降,当间隙在1.5～3.5 mm时,抗拔力较高;2)石膏与脲醛树脂填充剂相比,后者的抗拔力明显高于前者;3)添加5%木纤维脲醛树脂填充剂节点的抗拔强度高于添加0%、10%木纤维的节点。研究结果可为圆竹家具设计提供理论依据。     

木桁架齿板接合节点连接性能的影响因子

以38 mm×89 mm规格材为对象,研究齿板接合节点的连接性能,发现:AA构型承受拉伸载荷的能力最强;随着齿板长度、宽度的增加,齿板连接节点的拉伸载荷增大,并且,增加齿板宽度对增大载荷的效果更佳;齿板试件放置7~21天较为适宜进行力学测试;齿板连接节点的极限拉伸载荷和刚度,均随着木材-齿板间隙的增大而降低。     

SPF胶合木植筋抗拔性能研究

采用“拉-拉”荷载模式研究SPF(云杉-松木-冷杉)胶合木植筋抗拔性能,探讨了边距、胶层厚度以及长径比等对胶合木植筋连接抗拔强度和破坏模式的影响.结果表明:边距对植筋连接抗拔强度有显著影响,胶层厚度对植筋抗拔强度有极显著影响,长径比是影响植筋连接抗拔强度的重要因子;植筋连接抗拔强度随长径比的增大而增大,当长径比达到一定值时植筋抗拔强度取决于植筋杆的屈服强度;胶合木开裂、植筋杆拔出和植筋杆屈服是试验中的3种主要破坏模式.     

自攻螺钉在竹木混合正交胶合木中抗拔性能研究

混合正交胶合木（hybrid cross-laminated timber, HCLT）可以充分发挥不同层板材料特性,改善CLT物理力学性能。研究采用重组竹和速生杉木（Cunninghamia lanceolata）,以不同组坯结构制备3类CLT：重组竹CLT、竹木混合CLT和杉木CLT,评价和比较不同直径和钉入深度自攻螺钉（self-tapping screws,STS）在三类CLT中的抗拔性能。结果表明,随着STS钉入深度或直径增加,STS在3类CLT抗拔承载力都增加,且对于重组竹CLT和竹木混合CLT,有利影响程度随着钉入直径或深度增加而增加。STS钉入深度或直径变化对其在3类CLT中抗拔强度影响规律不一致。STS在重组竹CLT和竹木混合CLT的抗拔强度明显大于速生杉木CLT,且对于竹木混合CLT,有利影响程度又随STS钉入深度增加而降低,随STS直径增加而增加。STS在竹木混合CLT中的抗拔性能,受到STS钉入深度、直径和CLT组坯结构等因素多重影响,后续应建立预测模型,量化和优化STS在竹木混合CLT中的抗拔性能。     

轻型木桁架齿板的承载性能分析

对轻型木桁架用连接件--齿板进行设计,并测试了齿板的极限受拉承栽力和受剪极限承载力,分析和探讨影响齿板连接性能的因素.试验证明:荷载与木纹夹角、荷载与板轴夹角均对板齿承载力有影响,荷载与板轴夹角对齿板的抗剪极限承载力有很大的影响.     

轻型木桁架的研究现状与发展趋势

系统介绍了轻型木桁架的类型、模型模拟、承载性能及生产应用等方面的研究进展,并针对国内木桁架的研究现状与问题提出合理建议,以期为现代木结构的发展提供参考。     

紧固件数量对CLT钢木连接节点性能的影响

为探究紧固件数量对CLT节点力学性能的影响,分别对紧固件数量为6、9、12、15、18个的CLT钢木连接节点在平行于木纹方向和垂直于木纹方向进行剪力单调加载试验。结果表明:连接节点的破坏形式主要为环纹钉的弯剪破坏和弯曲变形;紧固件数量多于15个且垂直于木纹方向的连接节点在承受剪力荷载时还伴随层板的撕裂破坏。随着紧固件数量的增加,钢木节点的屈服强度、最大强度、极限强度及其对应的位移增大,节点延性比增大,耗能能力增强;在相同紧固件数量下平行于木纹方向节点的耗能能力优于垂直木纹方向节点的耗能能力。     

落叶松规格材的钉连接性能

钉连接是木结构中常用的连接方式之一。依据美国钉连接的试验方法及设计值的确定方法,对我国东北地区落叶松的钉连接性能进行了检测。结果表明,随着圆钉直径的增大,落叶松的抗拔出力和抗剪切力基本呈上升趋势。并对东北地区落叶松钉连接的参考设计值进行了分析。     

轻型木结构剪力墙木骨架的抗侧性能

轻型木结构是以规格材作为木骨架,通过木基结构板材或石膏板覆面而成的木结构建筑,规格材与规格材、骨架与面板之间通过钉子连接.轻型木结构墙体在试验研究和实际工程中的破坏往往是由钉节点失效导致的,面板钉节点破坏后水平侧向力仅由木骨架承担,因此,单独研究木骨架水平抗侧力很重要.为了解剪力墙中木骨架在单独作用时的最大承载能力与荷...     

胶合木-混凝土组合楼板受弯性能有限元分析北大核心

为研究胶合木-混凝土组合楼板受弯性能,采用ABAQUS有限元软件建立9个组合楼板模型,其中楼板部分采用实体单元,钢筋采用桁架单元。有限元分析采用三分点加载方式,研究组合楼板模型纯弯段混凝土强度、连接方式、混凝土层厚度以及胶合木厚度等因素对组合楼板抗弯强度的影响,并探究组合楼板纯弯段的破坏形态。结果表明:采用胶结加抗剪连接件连接的组合楼板其受弯极限承载力比采用胶结连接的组合楼板提高了11.35%,比采用抗剪连接件的组合楼板提高了32.64%。混凝土强度、胶合木层厚度及混凝土层厚度的增加均能提高组合楼板的极限承载力。胶合木-混凝土组合楼板表现出良好的抗弯性能,且能减少混凝土用量,发挥木材的优势,值得在实际工程中推广应用。     

螺栓排列对内填钢板胶合木梁柱和梁式节点力学性能的影响

为研究螺栓排列方式对内填钢板胶合木节点力学性能的影响,对螺栓齐列、错列的胶合木梁柱节点及梁式节点进行单调加载试验。探讨节点失效模式及破坏机理,获得该类节点的弯矩-转角及荷载-位移曲线,并对节点的刚度、延性、承载能力进行分析。试验结果表明,除加载初期,螺栓与螺孔之间因初始空隙发生接触的低刚度段外,节点受力过程大致可分为弹性工作阶段、带裂缝工作阶段和破坏阶段。螺栓错列可以提高梁柱节点及梁式节点的受弯、抗拉承载力和极限变形：其屈服弯矩和抗拉屈服荷载相较于螺栓齐列梁柱节点及梁式节点,分别提高了35%和7.1%。螺栓错列梁柱节点在塑性阶段变形较小,其延性系数约为螺栓齐列梁柱节点的71%;螺栓错列梁式节点的塑性变形较大,延性较好,抗拉延性系数为螺栓齐列梁式节点的2.79倍。     

基于ABAQUS不同节点的木构架分析北大核心

为了解木结构建筑不同节点形式抗震性能与受力特性,通过ABAQUS有限元软件建立了透榫和燕尾榫两种榫卯节点,柱脚节点分别为柱脚固接、柱脚带销节点(管脚榫)以及柱脚平置浮搁的木构架模型。在不同单柱轴力的情况下对其进行低周往复荷载模拟,研究木构架循环受力过程的柱脚应力分布特征以及抗震性能,探讨不同轴力、不同柱脚节点、不同榫卯节点对木构架的影响,并基于骨架曲线提出了柱脚平置浮搁木构架的水平荷载-水平位移简化双折线模型。结果表明:在往复荷载下,当柱脚节点为管脚榫和柱脚平置浮搁时,木构架会类似于摇摆柱,表现为柱脚翘起,反复抬升。相对于柱脚固接与透榫木构架,管脚榫、柱脚平置浮搁与燕尾榫木构架的滞回曲线更加饱满,耗能能力更强。柱脚固接木构架有更强的刚度与水平承载力。随着轴力的上升,木构架的刚度与水平承载力也随之上升。研究成果可为传统木结构建筑的保护与状态评估提供基础。