胶合木-钢夹板螺栓连接件滞回性能研究

来源 :中南林业科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zfz508
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
现代化的建筑正在不断向着大跨径、超高层、装配化的方向发展,为了适应现代化建设的需要,木结构的接长迫在眉睫。因此,各类木结构连接形式被不断的提出与改进,木结构连接得到了大力发展,成为了一个热门研究领域。作为胶合木结构连接中最为常见的连接形式之一,胶合木-钢夹板螺栓连接有着强度高、易加工、拼接方便、装配快速等优点而得到了快速的发展。但是在实际工程应用中,钢夹板螺栓连接胶合木梁或其他胶合木螺栓连接结构经常会受到如车辆、机械振动等动力荷载作用,此类荷载会造成胶合木与钢夹板-螺栓之间存在一定松动的可能,对连接件的可靠性带来风险,从而大大影响钢夹板和螺栓与胶合木之间有效协同工作。为了保证胶合木-钢夹板螺栓连接的可靠性,探明连接件在动力荷载作用下的动力性能,或者地震荷载作用下的抗震性能,本文通过考虑胶合木沿螺栓孔方向的厚度与螺栓直径之比(厚径比)、螺栓顺纹间距、螺栓并错列布置方式的参数影响,对胶合木-钢夹板螺栓连接进行滞回性能试验。采用滞回性能试验方法和有限元宏观模型分析方法对胶合木-钢夹板螺栓连接件动力性能进行探讨,本文研究内容主要有以下几个方面。(1)针对胶合木-钢夹板螺栓连接的构造特点,考虑胶合木厚度和螺栓直径之比(厚径比)、螺栓顺纹间距、螺栓并错列布置方式等参数的影响,设计制作了 4类13组共39个胶合木-钢夹板螺栓连接件,在低周反复荷载作用下进行滞回性能试验。研究胶合木-钢夹板螺栓连接件在反复荷载作用下的破坏模式和抗震性能。(2)胶合木-钢夹板螺栓连接件滞回性能试验结果表明:在单螺栓连接中,连接部位的破坏模式逐渐由“螺栓刚直”向“双铰”转化,同时胶合木破坏模式逐渐由销槽整体承压破坏向两端部挤压破坏转变,试件滞回曲线基本都呈现饱满的弓形和棱形。在多螺栓连接中,螺栓和胶合木均以“双铰”破坏和销槽端部挤压破坏为主,随着螺栓顺纹间距的增大,胶合木销槽两端部的承压破坏变形逐渐减小,试件滞回曲线均呈现饱满的弓形,试件承载能力和初始刚度都逐渐增大,滞回曲线捏缩效应逐渐减小,当螺栓顺纹间距在200mm时,其极限荷载增小幅激增10.8%后趋于平缓,初始刚度增涨速率大幅放缓,且刚度退化速率与螺栓顺纹间距为250mm时基本相同,螺栓顺纹间距设计在200mm时抗震性能最佳。与螺栓并列布置相比螺栓错列布置刚度退化速率更快,并列布置延续性能好于错列布置,抗震性能比错列要好。(3)本文采用ANSYS宏观模型来验证胶合木-钢夹板螺栓连接滞回性能,试验结果表明,模拟的滞回曲线与试验结果吻合程度较高,提取的骨架曲线变化趋势与试验值基本一致,模型的总体响应清楚地显示了螺栓变形的三个阶段:初始弹性阶段、刚度逐渐退化的弹塑性阶段和塑性阶段。(4)有限元宏观模型采用一维梁单元和COMBIN40弹簧单元来模拟螺栓连接,通过优化COMBIN40弹簧单元组合的形式实现了多螺栓连接的模拟,能有效表示多个螺栓连接循环响应的不同阶段,且巧妙避免了连接件数量多造成的复杂接触问题,简化了建模方法。
其他文献
学位
学位
钢管结构因其良好的受力性能和美观的外型广泛的应用于各类建筑结构中。钢管相贯节点作为钢管结构中重要的组成部分,其几何构造及节点受力较为复杂,并且相贯节点的设计一直都是钢管结构中重要的研究课题。与此同时,高强度钢材也广泛的应用于钢结构工程中,但是对于高强度钢管相贯节点力学性能尚缺乏研究。因此,为了使高强度钢管相贯节点在实际工程中得到有效、安全的应用,对于高强度钢管相贯节点力学性能的研究势在必行。本文主
学位
学位
学位
学位
和木材一样,竹子更是一种可再生绿色材料,竹子的利用也可以说是伴随了人类的发展。中国是世界上最大的竹产国之一,如果我们把竹子这种自然资源作为主要的结构材料应用到土木工程建设领域,发展新型的竹结构体系,这极有希望成为绿色建筑新的突破点。侧压竹是一种由竹片经胶合压制而成的竹集成材。现有的侧压竹产品主要是面向家具制造和高端建筑装修,但用于建筑结构材料,还需要侧压竹产品有符合建筑结构材料要求的物理力学性能,
随着材料科学的不断进步,胶合木的出现改善了传统木材在建筑结构应用上的不足。作为一种可再生的生态型建筑材料,胶合木因其材料特性和独特的美学价值在现今社会上得到了极大推广。当前,国际上对于胶合木的研究主要集中于其材料力学性能、矩形截面梁及各种组合构件的受力分析等方面,对于其他截面形式的胶合木梁及其负弯曲性能则鲜有研究。与采用栓钉连接的传统矩形截面梁相比,T形截面梁能提高构件的承载力与刚度,避免桥面板和
学位