【摘 要】
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木结构建筑具有环境友好特性和良好的抗震性能,近年来在我国得到大力推广,但是木结构建筑易遭受风灾损毁造成较大经济损失,特别是在我国东南沿海一带。目前我国现代木结构建筑对于抗风性能方面的研究甚少。为降低台风损毁木结构建筑带来的经济损失,因此,要加大对木结构建筑抗风性能的研究。调查表明:屋盖与墙体连接节点(Roof To Wall Connections,RTWC)是木结构建筑在高风荷载地区最易发生损坏
【基金项目】
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国家自然科学基金项目“循环模拟地震波作用下木结构榫卯节点的力学响应机制”(31860184); “内蒙古自治区高等学院青年科技英才支持计划资助”(NJYT-20-A15); 内蒙古科技重大项目(CGZH2018135)俄罗斯进口木材高压真空高效处理中试技术研究; 内蒙古自治区草原英才团
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木结构建筑具有环境友好特性和良好的抗震性能,近年来在我国得到大力推广,但是木结构建筑易遭受风灾损毁造成较大经济损失,特别是在我国东南沿海一带。目前我国现代木结构建筑对于抗风性能方面的研究甚少。为降低台风损毁木结构建筑带来的经济损失,因此,要加大对木结构建筑抗风性能的研究。调查表明:屋盖与墙体连接节点(Roof To Wall Connections,RTWC)是木结构建筑在高风荷载地区最易发生损坏的部位,因此研究木结构建筑RTWC力学性能对木结构抗风性能设计具有重要意义。本文以木构材料分别为樟子松、云杉、花旗松为主的钉连接RTWC节点以及两种金属件分别与钉共同连接的RTWC节点的九种节点为主要研究对象。通过单向荷载试验,得出每种的木结构RTWC节点在单项荷载作用下的破坏形式以及荷载位移曲线,并分别进行了分析与比较。利用特征值分析法将各试件的荷载-位移曲线进行计算,得出各组试件的最大荷载、屈服荷载、极限位移、耗能能力、延性系数、初始刚度六项特征值,深入分析与比较各组试件在单向荷载作用下的破坏机制,进而得到金属连接件对RTWC钉连接节点的力学性能的增强关系。以三种RTWC钉节点和六种金属件连接RTWC钉节点的单向荷载力学性能试验为研究基础,探究Foschi理论公式以及基于Foschi理论改进的Folz表达式对于RTWC节点的适用性,并确立合理的参数确定方法。根据合适参数建立了九条基于Foschi和Folz理论模型的木结构屋盖与墙体连接节点经验公式。为木结构屋盖与墙体钉连接以及金属件连接节点在木结构框架系统中的应用提供了理论参考和依据,且对木结构屋盖与墙体连接节点的设计具有一定指导意义。(1)随RTWC节点木材密度的增大,RTWC钉节点的初始刚度值、屈服荷载值以及最大荷载值随之增加;极限位移值主要取决于试件的破坏形式,以脆性破坏为主的试件,极限位移值较小;RTWC钉节点的耗能能力不完全取决于其密度,由极限位移和极限荷载共同决定,且成正相关关系。(2)TA组试件连接性能比TB组试件连接性能好,金属件的形式、钉的位置以及钉的数量对节点影响显著。(3)花旗松连接节点性能最佳,同种金属件连接节点,最大荷载、耗能能力规律如下:花旗松>云杉>樟子松。其中花旗松试件具有较强的握钉力,金属件对于云杉组钉节点各项力学特征值显著提高。(4)建立了基于Foschi及Folz理论模型的九条木结构屋盖与墙体连接节点经验公式,提出的木结构屋盖与墙体连接节点经验公式,可用于同类型RTWC节点荷载-位移曲线的模拟。
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