胶合木梁—柱螺栓连接节点受弯性能研究

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现代木结构多被用于大跨度、多层或高层的建筑中,因此连接节点在外荷载作用下需要足够大的刚度以及承受较大剪力和弯矩的能力以满足设计和使用要求,此时胶合木梁—柱螺栓连接节点取代传统的连接方式,在现代胶合木结构连接方式中得到广泛应用,因为此节点承载力较高,延性较好。胶合木梁—柱螺栓连接节点可以承受弯矩并且可以转动,具有铰接和刚接的共同特性,呈现出半刚性的特性。节点的刚度随着荷载的增大而逐渐减小,呈非线性变化。已有研究表明,节点在弯矩作用下易产生木材横纹劈裂的脆性破坏,进而影响整体结构的抗震性能和安全性。目前,我国对于胶合木梁—柱螺栓连接节点受弯性能的研究较少,加强这方面的研究有一定的现实意义。本论文对胶合木梁—柱螺栓连接节点进行精细化有限元分析,根据经典有限元理论、实体建模的分析思路,与已有研究的试验结果进行对比分析,验证表明有限元模型变形及应力分布情况和试验结果吻合较好,并且从计算结果分析得到BCJ1(直径为20mm,螺栓边距为70mm)的尺寸更为合理,此节点尺寸设计使得节点具有更好的延性;当梁上螺栓排数由2排增加到3排时,节点的强度提升了25%以上,刚度提升了10%以上。当摩擦系数从0.2增大到0.5,节点刚度和极限荷载逐渐增大;当增大顺纹、横纹弹性模量,节点刚度和极限荷载基本没有增大。在此基础上,简单的介绍了胶合木梁—柱螺栓连接节点的节点形式,当节点承受轴向力、侧向力和弯矩等荷载作用时候理论分析其受力状态,提出了胶合木梁—柱螺栓连接节点骨架曲线的建立方法以及合适的理论计算模型计算节点的名义屈服点荷载及位移、峰值点荷载及位移,以及节点刚度的计算方法,对理论计算的骨架曲线与试验拟合得到的骨架曲线进行了对比,吻合较好。
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