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现代木结构建筑具有生态、环保等特点,是人类理想的居住环境。随着建筑设计、生产工艺及施工手段等技术水平的不断发展和提高,集成材/胶合木技术的运用范围越来越广。节点设计是现代木结构设计中最重要的环节之一,我国在该方面的研究相对较少,影响了现代木结构的推广应用。因此,开发和研究受力性能好、美观实用的新型木结构节点具有重要的理论意义和应用价值。
基于国内外已有的研究成果,本文选取了典型的梁柱节点作为研究对象,设计了5种采用螺栓和金属连接件的新型梁柱节点,进行了相应的理论分析和试验研究,主要研究成果如下:
1、介绍了集成材构件的加工工艺,阐述了板材的含水率、胶粘剂及其胶合质量对集成材强度的影响;介绍了新型节点金属连接件的设计思路和加工工艺。
2、通过5种14组梁柱节点的静力加载试验,分析了新型梁柱节点的破坏形态和受力机理。试验结果表明新型梁柱节点的受力性能良好;带有钢底板的节点,具有较好的延性,承载力大,是一种理想的节点形式。
3、采用有限元分析方法,研究了构件连接节点处的应力、应变分布状况;比较表明,分析结果与试验结果基本相符,主要破坏区域为下排螺栓节点到梁端区域。
4、在理论研究的基础上,分析了带有钢底板节点弯矩传递能力的影响因素,确定了其M-θ曲线关系,并推导了节点转动刚度的计算公式,与实测值吻合较好;确定了不同类型节点设计承载力的验算公式及条件。文末给出了新型节点的设计建议,可供工程设计参考。