落葉松膠合木梁柱連接節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)與承載性能評(píng)價(jià).pdf

1、膠合木結(jié)構(gòu)住宅是木結(jié)構(gòu)住宅發(fā)展的一個(gè)重要方向，具有低碳節(jié)能、抗震穩(wěn)固等特點(diǎn)，逐漸被廣泛應(yīng)用。在膠合木梁柱連接中，梁與梁之間以及梁與柱之間主要是使用金屬連接件進(jìn)行連接，如使用鋼銷、螺栓等連接件與鋼板進(jìn)行連接。本研究結(jié)合國(guó)內(nèi)現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)的趨勢(shì)，首先測(cè)試了我國(guó)落葉松規(guī)格材和落葉松膠合木試樣的半孔銷槽承壓性能，分析主要因子密度和鋼銷直徑對(duì)銷槽承壓的影響；其次，將膠合木、鋼板、螺栓或鋼銷組裝后，測(cè)試膠合木-鋼填板-鋼銷的橫紋方向的側(cè)向承載力（包

2、括鋼銷垂直于膠層方向：θ=90°和鋼銷平行于膠層方向：θ=0°）和膠合木-鋼夾板-螺栓的順紋方向的側(cè)向承載力（包括螺栓垂直于膠層方向：θ=90°和螺栓平行于膠層方向：θ=0°），得到各個(gè)不同方向的比例極限荷載、屈服荷載、屈服強(qiáng)度、初始剛度等參數(shù)，并分析破壞模式；最后將膠合梁柱用專用的連接件和螺栓、鋼銷等連接件連接后，進(jìn)行模擬梁柱連接狀態(tài)的各項(xiàng)試驗(yàn)，評(píng)價(jià)和分析T型連接件和U型連接件的承載性能。
　　本研究主要得出以下結(jié)論：
　

3、　參照ASTM D5764-97a，測(cè)試了47個(gè)規(guī)格材的半孔銷槽承載性能，落葉松規(guī)格材的銷槽平均屈服強(qiáng)度的試驗(yàn)值為39.93MPa，與經(jīng)驗(yàn)公式值42.49MPa比較吻合；密度影響銷槽承載性能。
　　將規(guī)格材按照密度大小進(jìn)行分組后用高分子異氰酸酯雙組份膠壓制成膠合木，共50個(gè)，結(jié)果表明順紋理方向的連接承載力明顯大于橫紋方向，順紋方向的屈服荷載和屈服強(qiáng)度約是橫紋方向的1.48倍~1.93倍；落葉松膠合木的順紋方向銷槽承壓強(qiáng)度隨著密度增

4、大而增大，決定系數(shù)R2=0.7701，橫紋時(shí)的決定系數(shù)R2=0.6054，但強(qiáng)度與鋼銷直徑成反比，中密度的膠合木銷槽承壓屈服強(qiáng)度對(duì)應(yīng)10mm、12mm、18mm的鋼銷，順紋方向時(shí)分別為43.1MPa、42.67MPa、41.9MPa；橫紋方向時(shí)分別為25.56MPa、25.12MPa、21.89MPa。
　　試樣破壞時(shí)，可觀察到螺栓孔與膠合木材端部之間形成貫通裂、銷槽發(fā)生壓潰破壞、螺栓（鋼銷）破壞時(shí)出現(xiàn)塑性鉸。螺栓直徑為10mm，

5、材料等級(jí)為4.8時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)塑性鉸，塑性鉸兩側(cè)部分銷身仍然保持剛直；螺栓直徑為12mm時(shí)，螺栓中間部分保持剛直，兩側(cè)產(chǎn)生塑性鉸；鋼銷材料為Q235，中間明顯可以看到一個(gè)塑性鉸；順紋理時(shí)，螺栓（鋼銷）與膠層平行（θ=0°）時(shí)的比例極限荷載、屈服荷載、屈服強(qiáng)度等數(shù)值與相對(duì)應(yīng)的垂直方向（θ=90°）數(shù)值大小比較接近；橫紋理時(shí)，也是如此，也就是螺栓（鋼銷）與膠層方向?qū)B接節(jié)點(diǎn)承載力大小沒(méi)有關(guān)系；用Foschi公式可以很好模擬螺栓連接節(jié)點(diǎn)承載曲線

6、變化，能夠反映彈性區(qū)域和屈服后的節(jié)點(diǎn)特性，并將彈性向塑性的轉(zhuǎn)變過(guò)程表達(dá)出來(lái)。
　　膠合木梁柱連接破壞主要表現(xiàn)在梁柱節(jié)點(diǎn)處的梁產(chǎn)生裂縫，T型連接件滿足落葉松梁柱連接件承載性能的設(shè)計(jì)，計(jì)算出來(lái)T型連接件的短期容許荷載為20.75kN，長(zhǎng)期容許荷載為10.38kN。兩種連接件連接的梁柱最大承載力大小一樣，達(dá)到最大荷載的位移不相同，T型件為35mm左右，U型件為15mm左右，可以得出U型件在破壞時(shí)，梁破壞相對(duì)小些；U型連接件的屈服荷載為7