端部条带面板增强轻型木结构剪力墙单调荷载下抗侧性能研究

来源 :东北林业大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:qazxc123
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轻型木结构房屋因采用绿色材料,具有施工方便快捷、抗震性能好等优点,在北美、欧洲等国家被广泛应用于住宅、商业建筑及公共建筑中。我国也逐渐重视该种结构的发展与应用,轻型木结构剪力墙是该结构中主要抗侧力构件,因此研究轻型木结构剪力墙的抗侧性能对研究轻型木结构抗震性能具有重要意义。轻型木结构剪力墙由规格材、结构覆面板材及紧固件等构成。其抗侧性能主要取决于覆面板材和面板钉的性能,在传统轻型木结构剪力墙的抗侧性能试验研究中,墙体破坏集中在覆面板的底端和顶端,为此,本文提出一种新型端部条带面板增强轻型木结构剪力墙,即改变传统轻型木结构剪力墙的铺板形式,将墙体顶端、底端350mm宽的OSB板置换为材料性能较好的板材。为了研究端部条带面板增强轻型木结构剪力墙的抗侧性能,本文展开了如下工作:对组成墙体的各种材料进行材料性能试验,并对组成墙体的骨架钉节点及面板钉节点进行单调加载试验,钉节点作为轻型木结构剪力墙的基本构成元件,通过试验得到钉节点荷载位移曲线,并为轻型木结构剪力墙的有限元分析提供基础数据。通过对9组具有不同参数的轻型木结构剪力墙的单调水平加载试验,研究了端部条带面板材料、端部条带面板钉种类和端部条带面板边缘钉间距对墙体抗侧性能的影响,其中端部面板材料分别为SPF木板和重组竹板,钉子分别为普通圆钉和自攻螺钉,边缘钉间距分别为75mm和150mm。分析了新型端部条带面板增强轻型木结构剪力墙的破坏形态、墙骨柱上拔、极限承载力、弹性抗侧刚度、延性和耗能。研究表明:将传统轻型木结构剪力墙整张OSB板的端部条带置换为SPF木板和重组竹板对传统轻型木结构的抗侧性能有较大影响,端部条带面板为重组竹板面板钉为圆钉边缘钉间距为150mm墙体的破坏形态与传统墙体相似,其余组墙体破坏均是底端条带面板的撕裂或底梁板撕裂,置换端部条带面板材料和面板钉可以有效抑制墙骨柱上拔,充分利用材料强度。端部条带面板材料端部条带面板钉种类和端部条带面板边缘钉间距组合分别为SPF木板-自攻钉-150mm、重组竹板-圆钉-150mm和重组竹板-自攻钉-150mm的墙体较传统墙体具有更好的抗侧性能。面板边缘钉间距为75mm可提高墙体的弹性抗侧刚度,但会降低墙体的延性和耗能。通过ABAQUS有限元分析软件对新型端部条带面板进行模拟分析,对比模型与试验墙体的破坏形态和极限承载力,验证模型精确度,并通过模型输出的应力云图进一步分析了端部条带面板材料、端部条带面板钉和端部条带面板边缘钉间距对墙体的内力分布的影响。
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