【摘 要】
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现代竹结构是由中国学者提出并引领世界学者广泛关注的新型结构形式,具有低碳环保、绿色节能、装配化程度高等突出优势,不仅符合“双碳”目标的国家战略,而且对于破解当前资源和能源限制,维护我国生态文明建设意义重大。随着竹材胶合技术的提高和设计理论的发展,现代竹结构正向多、高层领域快速发展,导致梁柱节点连接处的设计计算方法成为亟待解决的关键问题。本文主要针对梁柱式集成竹-钢填板连接节点承载力性能展开研究,通
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现代竹结构是由中国学者提出并引领世界学者广泛关注的新型结构形式,具有低碳环保、绿色节能、装配化程度高等突出优势,不仅符合“双碳”目标的国家战略,而且对于破解当前资源和能源限制,维护我国生态文明建设意义重大。随着竹材胶合技术的提高和设计理论的发展,现代竹结构正向多、高层领域快速发展,导致梁柱节点连接处的设计计算方法成为亟待解决的关键问题。本文主要针对梁柱式集成竹-钢填板连接节点承载力性能展开研究,通过试验研究、数值模拟及理论分析相结合的方法,重点分析了不同梁柱间隙、螺栓布置形式、是否内置填缝剂及CFRP加固等因素对连接节点初始刚度、极限强度及延性的影响规律,最后建立了梁柱式集成竹-钢填板连接节点承载力计算方法及弯矩-转角曲线理论预测模型。其具体的主要研究工作及成果如下:（1）考虑到生物质工程材料性能的离散性较大,本文首先对厂家提供的集成竹进行基本的物理力学性能试验,得到集成竹密度及含水率,不同纹理方向抗拉强度、抗压强度及销槽承压强度等参数指标;基于5%的直径偏移法得到了试验用螺栓抗弯屈服强度及变异系数,为有限元分析及理论计算提供了参数依据。（2）通过单调加载试验研究了集成竹-钢填板连接节点在弯剪复合作用下的转动性能,分析了不同梁柱间隙、螺栓布置形式、是否内置填缝剂及CFRP加固等因素对连接节点承载力的影响,基于Y＆K方法得到了连接节点的初始刚度、延性参数、屈服弯矩、极限弯矩及其对应的转角结果;通过试验现象分析,得到了不同参数影响下梁柱节点典型的破坏形态和弯矩-转角曲线;基于VIC数字图像处理,得到了不同工况加载过程中,旋转中心的变化趋势,并给出了梁柱节点区域位移变化云图。（3）基于内聚力模型及VUMAT用户材料子程序嵌入方法,采用ABAQUS有限元分析软件对不同梁柱间隙的梁柱节点试验进行数值建模分析,通过应力云图及损伤因子分析,得到了与试验结果较为吻合的弯矩-转角曲线,表明有限元的模拟结果具有较好的精度,可以有效模拟集成竹梁柱连接节点的承载力分析。（4）基于Johanson屈服模型提出梁柱式集成竹-钢填板连接节点在弯剪复合作用下的极限承载力和节点刚度的计算方法,同时提出节点弯矩-转角曲线的理论预测模型。研究发现理论计算与试验结果相比具有较高的准确性。研究成果可为现代竹结构梁柱式钢填板连接节点的设计和计算提供重要依据。
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