低周反复荷载作用下钉节点性能试验研究

介绍了轻型木结构框架剪力墙结构中的面板与木框架钉节点在低周反复荷载作用下的试验研究;对采用不同OSB面板厚度、不同钉边距、顺纹或横纹受力的10组共100个钉节点试件的承载力、破坏模式、延性、刚度退化、强度退化和耗能性能作了比较分析。得到以下结论:钉边距影响钉节点的破坏模式;钉边距和面板厚度的增大有利于提高节点承载力、耗能和变形能力;板厚对顺纹受力试件承载力及横纹受力试件承载力相对关系影响较大,顺纹受力试件的延性与耗能能力相对横纹受力试件较差;钉边距增大使强度退化的速率逐渐降低;各因素对刚度退化的影响可忽略。     

轻型木结构钉节点低周反复试验研究

介绍了轻型木结构框架剪力墙结构中面板与木框架钉节点低周反复试验研究;对采用不同OSB面板厚度、不同钉边距、顺纹或横纹受力的10组共100个钉节点试件的破坏模式、滞回性能、承载力做了比较分析,得到以下结论:钉边距影响钉节点的破坏模式;钉边距增大有利于提高节点承载力与其耗能能力;顺纹受力试件承载力较横纹受力试件大,但耗能能力较差;增大OSB板厚可以提高节点的承载力与耗能能力。     

轻型木结构中覆面板钉连接承载性能试验研究

通过对222个采用中国产圆钢钉制作的轻型木结构覆面板钉连接试件进行单调加载试验,研究了它们的承载性能。试验结果表明,钉连接发生模式M-c1屈服、覆面板断裂、覆面板剪坏、规格材撕裂和钉子穿透等5种破坏;直钉连接的承载力比斜钉高,而两者刚度基本相同;覆面板主方向与规格材木纹夹角对钉连接承载力和刚度的影响很小;荷载方向与规格材木纹夹角影响钉连接的刚度,但不影响其承载力。通过与欧洲木结构设计规范钉连接计算公式的分析对比,获得了符合中国轻型木结构覆面板钉连接的刚度计算公式,为计算分析剪力墙和横隔(楼盖和屋盖)的抗侧力性能提供参考。     

带外覆材料的冷弯型钢墙体框架的单调剪切试验研究

研究带外覆墙体材料的冷弯型钢墙体框架在单调剪力作用下的结构强度。墙体试件采用1.0和2.0两种长宽比。试件分别采用石膏板、硅酸钙板、定向刨花板3种不同外覆材料和9,12mm两种不同厚度。给出了每个试件的极限强度、刚度、耗能能力和延性比。最后提出与整体墙体外形相似的冷弯型钢墙体框架的延性比。     

新型板柱组合结构边节点抗震性能试验研究

为了探究新型板柱组合结构边节点的抗震性能,设计边节点和角节点两种试件进行足尺试验。观察相同轴压比条件下两个试件的受力过程和破坏形态,对其延性、耗能、刚度退化、强度衰减等进行分析,试验研究表明:新型组合结构梁柱节点试件在地震作用下的破坏过程满足"强柱弱梁"和"强节点弱构件"的破坏准则;边节点承载力约为角节点承载力的1.13倍;角节点延性略好于边节点;同一轴压比下,新型组合结构角节点耗能好于边节点,且二者的等效黏滞阻尼比在0.19~0.23之间。     

不同钉子对轻型木结构钉节点强度影响的试验研究

钉节点是轻型木结构构件的最基本受力单元。随着加工自动化水平的提升,实际工程中有多种钉钉形式加工墙体及楼板等。选取实际工程中常用的纸排钉、卷钉以及麻花钉,分别测试钉子的抗弯屈服强度以及在木材中的抗拔力,并加工出6种钉节点试件,每组试件6个,共36个钉节点试件进行单调加载试验。对钉子的性能以及钉节点的性能进行比较分析。结果表明:采用麻花钉制作的钉节点承载力最大,卷钉的钉节点次之,纸排钉的钉节点承载力最小;在采用12mm厚的OSB钉节点试件中,钉子的抗拔力值决定了钉节点的承载力值,钉子抗弯屈服强度对钉节点承载能力影响不明显。     

高盐环境对钉连接木结构抗剪性能的影响

选用木结构建筑工程中常使用的规格材(SPF),定向结构刨花板以及环纹钉制作的抗剪试件,并且配置四种不同浓度的盐溶液对木结构钉连接试件进行反复浸泡和晾晒,通过采用单调加载的方式进行抗剪试验,研究高盐环境对木结构连接抗剪性能的影响。试验结果表明:相同处理周期下,随着盐溶液浓度增加,单剪试件在承载过程中弹性变形阶段缩短,塑性变形阶段延长,屈服荷载变小;相同盐溶液浓度情况下,随着处理周期延长,屈服荷载、极限荷载均减小。     

轻型木结构墙面板用结构胶合板冲击性能试验

介绍了轻型木结构墙面板用结构胶合板抗冲击性能试验的条件、装置和方法,并根据欧洲标准研制了加载装置,研究了结构胶合板在冲击载荷下的结构性能。试验结果表明:同一树种、不同厚度的结构胶合板,厚度越大,抗冲击性能越强;同一树种、同一厚度的结构胶合板,芯板越厚(层数越少),抗冲击性能越好;同一树种的结构胶合板厚度和层数相同时,随着芯板厚度的增加,抗冲击性能有变差的趋势;意杨结构胶合板的抗冲击性能优于桉木结构胶合板。     

轻型木结构中钉节点试验研究

进行了轻型木结构中木框架剪力墙中面板钉节点的试验研究,先按照美国ASTM-F1575-03的标准对所采用的国产热镀麻花钉做了10个试件的抗弯试验;并按照美国的标准ASTM-F1676-03进行了两类各4组(每组各10个)试件的单向拉伸荷载试验。一类为荷载垂直于木材纹路方向,另一类为荷载平行于木材纹路方向。通过试验发现,面板对钉节点的极限承载力影响最大,而完全采用国产材料制作的面板钉节点具有较高的极限承载力。该试验为国产材料应用于轻型木结构提供了面板与木框架钉节点连接性能的基础资料。     

单层K6型球面胶合木网壳结构受力性能试验研究

为分析不同节点刚度、矢跨比对单层K6型木网壳结构受力性能的影响,设计了4个跨度为4m,矢跨比分别为1/10、1/5,连接节点分别为单列、双列螺栓的缩尺比1∶10网壳试件,进行了全跨、半跨以及破坏荷载作用下的试验。研究结果表明：在不同加载阶段,试件节点位移基本呈顶点位移最大,1环其次,2环最小的趋势,矢跨比对试件的初始刚度影响较大;半跨加载阶段,矢跨比对试件刚度的影响比全跨加载阶段更明显;破坏荷载作用阶段,矢跨比对提高试件跨中挠度达到l/400（l为跨度）时的加载值的影响更大,节点刚度对提高杆件出现第2条裂缝时的加载值的影响更大;矢跨比越大,试件由于节点处应力集中而易发生开裂,节点刚度提高有利于抑制第2条裂缝的发生,并减缓试件刚度的退化;矢跨比大的试件易发生承载力破坏,矢跨比较小的试件易发生失稳破坏。     

蜂窝门式刚架Γ形节点受力性能研究

采用ABAQUS有限元软件对12个Γ形节点试件进行低周往复荷载作用下的模拟,以研究Γ形节点不同扩张比、节点连接形式、开孔距离等因素对试件的破坏形式、滞回性能、骨架曲线、刚度退化、延性性能、耗能性能、节点域承载力的影响规律,并且对其中的2个试件进行了同条件试验研究,试验结果与模拟分析结果吻合较好。结果表明:随着试件扩张比的增加,试件的承载力和刚度增大,耗能能力和延性随之降低;随着开孔距离的增加,试件的承载力和刚度增大,耗能能力和延性也增大;端板竖放试件的承载力和刚度较端板平放试件要大,但端板平放试件的延性较端板竖放试件更好。     

竹胶板覆面剪力墙中钉连接的承载性能试验研究

在竹胶板覆面剪力墙中,常规的圆钉、螺纹钉存在着连接强度低和不易钉入竹胶板的问题,严重影响了竹胶板与墙骨框架间的连接性能。文章尝试采用自攻螺钉作为竹胶板覆面钉连接的连接件,并通过6组竹胶板覆面钉连接试件和2组OSB板覆面钉连接试件的单调加载试验,探究面板材料、面板厚度、板端距和加载方向等参数对其力学性能的影响。研究结果表明,竹胶板覆面钉连接能有效避免钉帽穿透破坏,其极限承载力是OSB板覆面钉连接的两倍以上。竹胶板覆面钉连接在横纹加载时所表现出的极限承载力略高于顺纹加载时,但延性明显低于后者;竹胶板厚度和板端距的变化对竹胶板覆面钉连接力学性能的影响不大。采用了自攻螺钉的竹胶板覆面钉连接的弹性刚度和极限承载力约为采用普通圆钉、钢射钉时的4～5倍,表明采用自攻螺钉的连接方式将对竹胶板覆面剪力墙的抗侧力性能带来巨大提升。     

胶合木-混凝土组合梁与木柱组合体抗震性能试验研究

木-混凝土组合楼盖已经得到了广泛的应用,但在木结构节点设计中一般均忽略混凝土楼板对节点受力性能的影响。为研究混凝土楼板的组合作用和混凝土板内纵向钢筋配筋率对胶合木-混凝土组合节点抗震性能的影响,对3个胶合木-混凝土组合梁与木柱组合体和1个胶合木梁柱组合体试件进行了低周反复加载试验,研究了试件变形特征与破坏模式、荷载-位移滞回曲线、骨架曲线及组合梁界面相对滑移等的变化规律,探讨了试件承载力、刚度退化及耗能能力等抗震性能指标,并对比分析了纯木与带有混凝土楼板的试件的抗震性能。研究结果表明,胶合木梁与混凝土板的组合作用能显著提高试件的承载力和耗能能力等,且混凝土板对节点的约束作用可以有效抑制其刚度退化;在一定范围内,混凝土板配筋率越大,其对节点的约束作用越大,对刚度退化的抑制作用也越强,从而可有效提高试件的抗震性能。     

典型宋式斗栱试验骨架曲线特征和滞回性能分析

古木结构建筑遗产具有极高的历史、文物、艺术和科学价值,其地震安全性能评估工作亟待开展。斗栱是我国古木结构建筑中特有的构件,其受力性能是研究的重点难题。对4种、27个典型宋式斗栱试验数据进行了收集整理分析,明确了影响斗栱骨架曲线和耗能能力的关键因素。研究结果表明:(1)不同类型的斗栱在骨架曲线和破坏模式上有不同的表现;(2)不同的水平荷载加载方向对同一种斗栱的承载力和耗能能力有较大影响,叉柱造柱头铺作华栱向的承载力要比泥道栱向高33.77%;(3)竖向荷载大小对斗栱的刚度和承载力有一定影响,竖向荷载越大,斗栱的刚度和承载力越大;(4)同一种斗栱不同营造形式对其受力性能有不同程度的影响。研究成果可为古木建筑遗产的抗震性能评估提供重要参考。     

框架式木结构示范住宅建造实例

框架式木结构体系的特点是使用标准规格的木材制作房屋框架,在楼面、墙体、屋面均铺设标准规格的结构胶合板或定向刨花板。另外,框架式木结构示范住宅在防腐及防蚁方面具有独特设计。     

胶合木-混凝土组合梁与木柱组合体抗震性能试验研究

木-混凝土组合楼盖已经得到了广泛的应用,但在木结构节点设计中一般均忽略混凝土楼板对节点受力性能的影响。为研究混凝土楼板的组合作用和混凝土板内纵向钢筋配筋率对胶合木-混凝土组合节点抗震性能的影响,对3个胶合木-混凝土组合梁与木柱组合体和1个胶合木梁柱组合体试件进行了低周反复加载试验,研究了试件变形特征与破坏模式、荷载-位移滞回曲线、骨架曲线及组合梁界面相对滑移等的变化规律,探讨了试件承载力、刚度退化及耗能能力等抗震性能指标,并对比分析了纯木与带有混凝土楼板的试件的抗震性能。研究结果表明,胶合木梁与混凝土板的组合作用能显著提高试件的承载力和耗能能力等,且混凝土板对节点的约束作用可以有效抑制其刚度退化;在一定范围内,混凝土板配筋率越大,其对节点的约束作用越大,对刚度退化的抑制作用也越强,从而可有效提高试件的抗震性能。     

胶合竹结构梁柱螺栓连接节点承载力试验研究

对胶合竹(格鲁斑Glubam)材料应用于框架结构房屋进行简要介绍,根据实际工程选取代表性框架,进行了4榀螺栓连接胶合竹梁柱框架试件的水平加载试验,获得单调及往复荷载作用下试件承载力与变形关系,研究螺栓连接节点的受力性能。试验结果表明,节点螺杆群中的螺杆受力不均,而节点的破坏是由作为基材的胶合竹撕裂引起。在构造合理的条件下,受力较小的螺杆也可参与抗震耗能。参照GB 50005—2003《木结构设计规范》以及美国规范ANSI/AFPA NDS-2012等方法分析了节点承载力,与试验结果对比表明,中国及美国木结构规范的设计值均与试验结果差异较大,但在设计中可以参考,且可比较偏于保守地按规范取值。     

均布荷载下意杨结构胶合板的性能研究

对意杨结构胶合板用作轻型木结构屋面板、楼面板的可行性进行了试验研究,模拟了干态和湿态重新干燥两种条件,进行均布荷载下板的弯曲试验,通过回归分析,得出了意杨结构胶合板在规定荷载下的挠度,并对刚度进行了修正,得到新的挠度计算公式。结果表明:标准厚度的意杨板用作轻型木结构的屋(楼)面覆板,其弯曲性能均能较好满足相关规范要求。     

木结构螺栓连接横纹受力性能试验研究

木结构螺栓连接横纹受力在现代木结构应用中难以避免,其横纹劈裂承载力计算目前尚缺乏相关规范作指导。设计制作了185根锯材木梁和54根胶合木梁螺栓连接横纹受力试件,进行了横纹劈裂承载力试验研究。结果表明：劈裂承载力与梁截面宽度成正比,与连接节点相对加载高度呈非线性关系,而与螺栓直径无关,螺栓布置方式对劈裂承载力无明显影响;简支梁试件劈裂承载力与连接节点沿跨径所在位置无关,但对于外伸端螺栓连接的外伸梁试件,其横纹劈裂承载力相对于简支梁试件出现了无明显规律的降低现象;当梁的有效跨高比l/he≥5时,梁的跨径对其劈裂承载力没有影响。对比国外相关木结构规范和计算模型,提出了计算木结构螺栓连接横纹劈裂承载力的修正模型,其预测值与锯材试件试验结果之比的平均值为0.92,与胶合木试件试验结果之比的平均值为0.94,验证了所修正模型的精确度和适用性。     

轻型木结构面板钉节点单调加载试验研究

对10组不同类型的面板钉节点试件,每组15个,总计150个试件,进行单调加载试验,测出其荷载-滑移曲线。通过对这些荷载-滑移曲线的分析,并对不同类型面板钉节点试件承载力、变形能力、破坏模式等力学特征进行比较,得出以下主要结论:①钉边距是影响面板钉节点承载力与变形的重要因素,随着边距的增大,其对节点的受力性能的影响趋于稳定;②板厚是影响钉节点力学性能的关键参数;③顺纹钉节点的承载力和横纹钉节点相差不大,但顺纹钉节点的变形能力要明显好于横纹钉节点。