木结构梁柱植筋连接节点力学性能试验研究与分析

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wuxingyu0406
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由于木材具有不可焊性,木结构节点连接是木结构设计和研究领域的重点。木结构螺栓连接节点初始刚度低,用钢量较大。随着多高层木结构建筑的发展,对节点的承载力和刚度有了更高的要求。木结构植筋连接节点是一种较新型的连接方式,利用环保型胶粘剂将钢杆植入木构件中,可提供较高的抗弯承载力和抗弯刚度。植筋连接节点还具有外形美观、防火性能好等优点。本文利用低等级螺栓杆作为植筋材料,利用侧向导孔注胶的方式,设计并制作了三种不同植筋直径的梁柱植筋连接节点6组共18个。该种方式可有效地完成节点的制作。对其中12个进行了三种不同加载高度(力臂)的单调加载试验,得到了其弯矩-转角曲线,并对其性能进行了分析。对另外6个节点进行了拟静力往复加载试验,得到了其滞回曲线和骨架曲线。基于试验结果,研究了植筋连接节点在不同工况下的承载力和破坏模式,以及节点的滞回特性、耗能能力、延性等特性。利用ABAQUS软件建立了植筋连接节点的有限元模型并分析了单调荷载作用下节点的受力性能,模拟计算结果与试验值吻合良好。通过参数分析研究了加载点高度、植筋屈服强度和锚固长度等对节点承载力和初始抗弯刚度的影响。对具有代表性的植筋连接抗拉公式进行计算比较,确保植筋受拉屈服的锚固长度。根据受力平衡条件和受拉、受压植筋刚度不相等的假设,推导了植筋连接节点的抗弯承载力计算式;根据试验结果假设了节点转动中心的位置,得到了较为简易的计算式。考虑剪力和弯矩对节点的联合作用,分别根据屈服准则和欧洲暂行规范计算方法计算分析了剪力对节点抗弯承载力的影响,同时由于具有相同的受力特点,参照我国规范中钉连接受组合荷载作用的公式进行了计算分析。基于固定转动中心的假设,推导了植筋连接节点的抗弯刚度计算式。本文工作为完善植筋节点的设计方法提供了参考。
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