層積材竹板與鋼板螺栓連接受力機(jī)理分析及試驗(yàn)研究.pdf

1、現(xiàn)代竹材作為工程材料的應(yīng)用越來越廣泛，課題組將現(xiàn)代竹材引入筒倉(cāng)作為倉(cāng)壁板，提出了超大型鋼-索-竹組合式筒倉(cāng)。節(jié)點(diǎn)連接是竹材應(yīng)用于筒倉(cāng)的關(guān)鍵，螺栓連接具有簡(jiǎn)潔、安全可靠、使用方便等優(yōu)點(diǎn)，因此竹材倉(cāng)壁板與鋼骨架連接采用螺栓節(jié)點(diǎn)。目前對(duì)層積材竹板螺栓連接的研究報(bào)道甚少，故對(duì)層積材竹板螺栓連接的承載性能進(jìn)行研究具有重要意義。
　　本文首先根據(jù)層積材竹板正交各向異性的材料屬性，對(duì)相應(yīng)的12個(gè)彈性常數(shù)、3個(gè)抗壓強(qiáng)度以及3個(gè)抗剪強(qiáng)度進(jìn)行了測(cè)試以

2、及修正。然后分別進(jìn)行了層積材竹板單螺栓和多螺栓雙剪節(jié)點(diǎn)承載性能試驗(yàn)，對(duì)節(jié)點(diǎn)典型的破壞模式進(jìn)行了歸納，主要研究了竹板厚度、螺栓端距、螺栓直徑、螺栓中距以及螺栓排列方式對(duì)節(jié)點(diǎn)承載力的影響，并對(duì)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)行木螺栓連接計(jì)算公式對(duì)層積材螺栓連接的適用性進(jìn)行了驗(yàn)證。最后對(duì)單螺栓節(jié)點(diǎn)和雙螺栓節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了ABAQUS有限元仿真分析，根據(jù)有限元結(jié)果與試驗(yàn)現(xiàn)象，對(duì)節(jié)點(diǎn)破壞機(jī)理進(jìn)行了詳細(xì)的分析，并將承載力和荷載-位移曲線結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果做了對(duì)比分析。
　　通

3、過以上研究，本文的主要結(jié)論如下：
　?。?）層積材竹板屬于正交各向異性材料，通過試驗(yàn)和修正，得到了層積材竹板12個(gè)彈性常數(shù)、3個(gè)抗壓強(qiáng)度和3個(gè)剪切強(qiáng)度。整體而言，層積材竹板力學(xué)強(qiáng)度高且性能穩(wěn)定，滿足結(jié)構(gòu)用材的力學(xué)強(qiáng)度要求。
　　（2）對(duì)本文使用的層積材竹板，當(dāng)端距達(dá)到5倍螺栓直徑時(shí)，單螺栓節(jié)點(diǎn)承載力趨于穩(wěn)定，且繼續(xù)增大端距，承載力提高不明顯。
　?。?）對(duì)本文使用的層積材竹板，當(dāng)中距達(dá)到5倍螺栓直徑時(shí)，雙螺栓節(jié)點(diǎn)承載力

4、趨于穩(wěn)定，且繼續(xù)增大中距，承載力提高不明顯。
　?。?）參考美國(guó)《木和木基制品中螺栓連接的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法》，采用5％d偏移量確定的屈服荷載較為合理。參考中國(guó)和美國(guó)《木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》計(jì)算的承載力對(duì)層積材竹板-鋼板螺栓節(jié)點(diǎn)而言過于保守。
　　（5）本文有限元仿真得到的節(jié)點(diǎn)承載力與試驗(yàn)實(shí)測(cè)結(jié)果相近，驗(yàn)證了層積材竹板采用Hill屈服準(zhǔn)則的合理性，同時(shí)也說明本文有限元精細(xì)模型是準(zhǔn)確的。
　　本文受中央高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金（N