论文部分内容阅读
本研究以自攻螺钉、钢板和层板树种为加拿大铁杉的CLT为试验材料,首先进行单个自攻螺钉连接钢板—CLT单调剪切试验,并从自攻螺钉直径(4mm和6mm)、自攻螺钉长度(60mm和70mm)和CLT外层层板相对于节点受力方向的排布方向(平行和垂直)三个方面探究节点配置对单螺钉连接节点力学性能的影响。在此研究基础上设计开发了一种T型连接件,并对采用该连接件的CLT墙体和楼板连接节点进行单调侧向加载试验,进一步探究侧向荷载作用下,上述三个因素对节点力学性能的影响。同时,通过与角钢连接节点试件的对比试验研究T型连接件在CLT墙体和楼板连接节点中应用的可行性。最后通过力学性能特征值分析法,对试验所得的荷载—位移曲线进行分析计算,求得两种节点各项力学性能特征值并进行对比分析。然后进行T型连接件节点承载力的理论计算。主要结论如下:(1)本研究设计的T型连接件可用于CLT墙体和楼板的连接,并且较之角钢连接件,采用T型连接件的节点能更为充分的发挥CLT优良的力学性能。其中节点最大荷载提高155.84%,初始刚度提高153%,耗能提高113.1%,但节点的延性下降了 7.62%,下降幅度较小。(2)单个自攻螺钉连接钢板—CLT节点试验结果表明,CLT外层层板排布方向与节点受力方向平行时,节点延性和初始刚度有明显提升,但外层层板方向的改变对节点的最大荷载和耗能影响较小;螺钉直径增加可以显著提高节点最大荷载和耗能,而节点的延性和初始刚度受螺钉长度变化的影响较大。螺钉长度变长,节点的延性和初始刚度有所提高。(3)CLT墙体—楼板T型连接件节点中,CLT楼板外层层板排布方向与侧向荷载作用方向平行时,节点的各项特征值均优于层板垂直排布的CLT连接构件。自攻螺钉直径从4mm增加为6mm时,节点的最大荷载和耗能均有明显提高,节点初始刚度有小幅度的下降,两类节点的延性系数表现出相反的变化趋势。自攻螺钉长度增加时,节点的最大荷载也随之提高,节点延性则出现一定程度的下降,节点初始刚度受螺钉长度变化的影响较小。自攻螺钉长度增加对不同外层层板排布方向节点耗能的影响不同。具体为平行排布时,节点耗能变化不大;垂直排布时,节点耗能有显著增加。(4)采用Eurocode 5进行三种不同配置形式CLT墙体—楼板T型连接件节点的承载力理论计算时,理论计算值均高于试验值。组别3的差异性最大,其中层板平行排布节点构件的误差为31.43%,层板垂直排布节点构件的误差为25.52%。在此基础上,本研究基于螺钉长细比对理论公式进行了优化。