考虑安装偏差影响的胶合木梁柱植筋节点有限元研究

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装配式木结构在我国逐渐受到关注,胶合木框架结构是近年的一个研究热点。国内外常见木结构梁柱节点连接方式有传统的螺栓连接、齿连接、螺栓-钢板连接以及钉连接等,但存在钢量较大、初始刚度偏低的问题。随着多高层木框架结构建筑的不断崛起,对节点的承载力与刚度的要求更高,胶合木植筋连接可作为一种新的选择考虑。但是相比之下,木结构植筋连接方面的研究还不充分,特别是对于较难避免的安装偏差问题尚未展开研究。本文根据已有文献研究及相关规范设计了一种适于现场快速装配的胶合木梁柱植筋节点,对照试验偏差,采用贴近实际的有限元模型进行受力性能分析,以便预测试验中未能捕捉的关键点数据。主要研究工作及结论如下:(1)参照相关规范确定梁柱节点几何参数,借助材性试验确定胶合木的材料性能;运用ABAQUS有限元软件建立所设计的植筋节点模型,施加循环往复荷载进行节点承载力分析,与理论分析结果对比,校核有限元分析中的节点承载力,为后续研究奠定基础。(2)对胶合木梁柱植筋节点进行低周往复加载试验,分析节点的破坏形态、滞回特点、骨架曲线、刚度退化、强度退化以及耗能能力等。结果表明:节点初始刚度较大,加载过程中节点出现一定的滑移;对比有限元骨架曲线图相差较大,提出误差源自试验安装偏差的推测。(3)建立考虑安装偏差影响的植筋节点有限元模型进行拟静力分析,结果表明:就植筋节点承载力而言模拟结果略高于试验结果;为了提高模拟精度,引入生死单元技术,同样比较节点承载力后可知,模拟结果略低于试验结果。分析两种做法对胶层开裂程度的把控不同,一种属于“保守”的做法,一种属于“夸大”的做法,故提出将二者相中合的方法,以预测节点实际承载力。
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