正交胶合木在垂直于层板板面光滑销式紧固件下的销槽承压试验研究

螺栓连接是最常用的一种现代木结构节点连接形式,确定其连接承载力需明确木材的销槽承压强度.正交胶合木(CLT)的正交结构及层板间缝隙等构造,使CLT的销槽承压性能不同于其他工程木产品.本文对180件材料为SPF的CLT试件进行了销槽承压试验,针对不同层数、不同加载角度、销轴是否位于拼缝处的情况进行试验及计算分析,结果表明...     

花旗松胶合木销槽顺纹承压性能影响因素研究

对50个花旗松胶合木销槽顺纹承压试件进行试验,研究开槽方式、试件尺寸(厚度、高度和宽度)及螺栓直径等因素,对销槽顺纹承压性能的影响.分别采用5％d偏移法和5 mm位移法确定销槽顺纹承压强度,将理论计算模型与试验结果进行对比,结果表明,销槽平行层板宽度时,销槽的顺纹承压强度降低较明显;试件尺寸和螺栓直径对销槽顺纹承压强度...     

湿度对胶合木销槽承压强度的影响试验

为了研究湿度对胶合木销槽承压强度的影响,选取湿度分别为50%,70%,90%,木材纹理方向分别为顺纹、斜纹、横纹的45个胶合木试件进行销槽承压强度试验,并将试验结果与各国规范公式计算结果进行比较。结果表明:试件销槽承压破坏模式与胶合木纹理方向有关;相对湿度线性增长时,销槽承压强度与试件初始刚度呈现非线性下降趋势;根据规范公式计算的试件销槽承压强度与试验值吻合度较差,需要进一步优化现有规范公式。     

不同荷载方向对云杉胶合木销槽承压强度的影响

以云杉胶合木和自攻螺钉为研究材料,探讨不同荷载方向下云杉胶合木的销槽承压强度,分析荷载方向与胶合木销槽承压性能的关系,将试验结果与欧洲和美国木结构设计规范中的理论公式计算值进行对比,修正了销槽承压强度关于倾斜角度的理论计算模型。     

木材横纹销槽承压强度研究

设计了3种共计290个木材横纹销槽试件,分析了试验方法、判定方法、有效承压高度、试件尺寸及螺栓直径等因素对木材横纹销槽承压强度的影响,并将试验结果与规范计算结果进行对比.结果表明：现行规范中的木材横纹销槽承压强度试验方法和计算方法均存在一定的局限性;基于本文提出的标准试验方法所得到的木材横纹销槽承压强度,木结构螺栓连接横纹屈服承载力计算结果与试验结果比值的平均值为0.92.     

正交胶合木销槽承压强度试验研究

正交胶合木(CLT)是一种绿色建材,具有可预制和正交各向异性等特点,应用前景非常广阔,而目前关于CLT力学参数的研究还处于起步阶段。通过对64组共计128个加拿大铁杉CLT试件开展半孔静力加载试验,得到试件的竖向荷载-位移曲线、破坏模态和销槽承压强度,分析了销栓直径、销栓与拼缝的位置关系、加载角度等多种变量对CLT销槽承压强度的影响。结果表明：销栓直径越小,销槽承压强度越大,销栓垂直于表层板且加载角度为90°时,拼缝降低了销槽承压强度,销栓垂直于表层板的承压强度大于销栓平行于表层板的承压强度。将试验结果分别与加拿大规范CSA O86-19、美国规范NDS-2018、美国CLT手册和《正交胶合木（CLT）结构技术指南》中销槽承压强度计算公式得到的计算结果进行对比,得到试验值与采用规范/手册相关公式计算结果的比值为0.46~2.38。在试验结果的基础上,对上述规范中销槽承压强度计算方法进行整合,汇总了适用于多种工况下加拿大铁杉CLT销槽承压强度的建议公式,试验值与建议公式计算值比值区间在1.10~1.57。     

木结构螺栓连接试验研究及承载力设计值确定

现行木结构设计规范只规定了相同强度等级木构件螺栓连接承载力的计算方法,不能满足工程实践中连接不同强度等级木构件的需要。采用东北落叶松和樟子松木材,分别进行了销槽承压试验和螺栓连接性能试验。试验验证了欧洲销连接屈服模式,并证明了在我国规范中螺栓连接设计考虑圆钢销塑性不充分发展的假定更符合实际情况。提出了销槽承压有效长度系数及螺栓连接承载力建议计算式,并引入了钢材的弹塑性强化系数,以体现钢材特性对承载力的影响。在保持与现行木结构设计规范可靠度一致的条件下,对螺栓连接的承载力设计值进行了校准,得到了对应于各种屈服模式的抗力分项系数。所提出的螺栓连接承载力建议计算式能用以计算不同强度等级木构件螺栓连接的承载力,且与现行规范的计算结果基本一致。     

碳纤维增强胶合木钢填板螺栓连接节点横纹受力性能研究

胶合木钢填板螺栓连接节点横纹受力会出现脆性破坏的现象。为研究碳纤维(CFRP)增强对胶合木钢填板螺栓连接节点的横纹受力破坏模式、承载能力和变形能力的影响,考虑CFRP铺设位置和层数,开展销槽承压强度试验,再以螺栓边距、中距、数目、排列方式和CFRP增强方式为参数,开展节点的横纹受拉试验和有限元分析。结果表明：双面或四面粘贴2层或4层CFRP布,销槽承压强度最大可提高171%,离散系数最大可降低84%;CFRP增强节点的破坏模式由脆性破坏转变为延性破坏,极限载荷最大可提高181%,位移延性系数最大可提高625%;增强后螺栓横纹边距和中距可适当减小。基于试验结果及相关规范,给出CFRP增强横纹销槽承压强度和CFRP增强胶合木钢填板螺栓连接节点的横纹受拉承载力表达式,可为工程设计提供参考。     

新型复合竹层积材的顺纹销槽承压强度计算公式

为探究新型复合竹层积材在木结构中的实际应用性,填补其顺纹销槽承压强度计算公式,共进行了7组28个竹层积材顺纹销槽承压试件的测试,分析了竹层积厚度、端距和销直径等因素对竹层积材销槽承压的刚度、最大载荷和强度等力学性能的影响。研究表明：竹层积材厚度对承压强度的影响可忽略不计;当端距不小于64 mm时,端距对承压强度的影响亦可忽略不计;承压强度随销直径的增加,大致呈线性递减。通过回归拟合的销直径影响系数,建立竹层积材顺纹销槽承压强度的理论计算公式,且理论计算结果与实测结果吻合良好。     

木结构螺栓连接中销槽木材承压和钢销抗弯的强度

本文通过特别设计的试验和对试验数据进行统计分析,得出螺栓连接中销槽木材承压强度系数和钢销抗弯的强度系数,可供木结构规范修订研究采用。     

大断面胶合木张弦曲梁及拼接节点静载受弯试验研究

现代大断面胶合木结构采用内嵌双钢板节点形式较为美观,构造相对合理,但因工艺复杂,相关研究不多,故应用较少。文章设计制作了1个内嵌双钢板销式连接的大断面胶合木拼接节点足尺试件,通过静载抗弯承载力破坏性试验,研究节点的失效模式和破坏机理。进而将此节点应用于30m大跨度胶合木张弦曲梁中,设计1个1∶1足尺试件并进行堆载试验,研究张弦曲梁的受力机理、承载能力以及宏观、微观结构响应,并考察拼接节点螺栓群的工作状态。拼接节点试验表明：该节点在纯弯加载过程中未出现钢销滑移等现象,节点最终因受拉区销孔处木材达到承压强度而破坏,说明此类拼接节点受力合理,连接可靠。跨度为30m的张弦曲梁试验表明：该梁施加预应力后,其竖向刚度显著提高、变形减小,在弹性范围内工作,受力性能良好。     

胶合木结构单螺栓顺纹连接单调加载试验简介

正现代木结构中纯梁柱式木结构在地震作用下的延性性能很大程度上取决于螺栓连接节点的延性。为探究胶合木延性节点单螺栓连接的力学性能,选择长细比(侧材厚度/螺栓直径)较大的胶合木顺纹试件进行了单调加载试验。     

内嵌钢板钢销木连接抗弯性能数值分析

通过ANSYS软件建立三维有限元模型,进行胶合木梁内嵌钢板钢销木连接的抗弯性能研究。研究分别基于前期的试验、数值模拟与试验结果的对比、不同设计参数的影响这三个方面。分析表明,数值模型能够较好地模拟试验,建议连接优先选用6 mm厚的钢板、2块钢板、3列钢销。所采用的模拟方法和得出的结论可为木结构的研究和应用提供参考。     

正交胶合木-混凝土螺栓连接力学性能试验研究及参数分析

为研究正交胶合木(CLT)-混凝土螺栓连接的力学性能,对12个顺纹连接试件和12个横纹连接试件进行了单调加载和低周往复加载试验,总结了连接典型的破坏模式,得到了连接的初始刚度、承载力及延性系数等力学性能;利用ABAQUS软件对连接进行非线性参数分析,研究螺栓直径、螺栓强度等级及CLT层板厚度等参数对连接力学性能的影响。结果表明：连接的破坏模式与厚径比(CLT厚度与螺栓直径之比)相关,当厚径比不大于6.56时,主要发生单塑性铰屈服、木材销槽承压及局部承压破坏;螺栓直径一定时,增加CLT层板厚度可有效提高连接承载力;当厚径比大于6.56时,主要发生螺栓双塑性铰屈服与剪断破坏;增加层板厚度对连接初始刚度、承载力和破坏模式无明显影响。针对螺栓屈服破坏模式,增大螺栓直径可提高连接的初始刚度与承载力;提高螺栓强度等级对初始刚度影响较小,但可提高连接承载力。     

桉木制单板条斜向组合胶合木材料及连接性能试验研究

为研究一种桉木制单板条斜向组合胶合木,开展了7组木材力学性能试验,得到其顺纹抗拉强度、顺纹抗压强度、横纹抗拉强度、全部及局部横纹抗压强度和销槽承压强度;开展了12组共72个厚径比较大的单螺栓连接试验,研究受力与纹理方向、厚径比和木材种类对破坏模式的影响,采用GB/T50708—2012和欧洲规范Eurocode 5对承载力设计值及标准值进行计算,以SPF胶合木试验结果为参考,结果表明:桉木制单板条斜向组合工程木内嵌钢板单螺栓连接试件有单个塑性铰与两个塑性铰两种破坏模式,顺纹试件极限荷载平均值较SPF胶合木大5%~56%,等效屈服荷载相当;横纹试件极限荷载平均值与等效屈服荷载平均值较SPF胶合木大4%~34%。对于单个塑性铰与两个塑性铰破坏,依据GB/T 50708—2012及欧洲规范Eurocode 5对内嵌钢板单螺栓连接节点设计有较高的安全性,但单个塑性铰破坏计算值较高,两个塑性铰破坏计算值较低。     

自攻螺钉增强胶合木梁柱螺栓节点受力性能试验研究

设计制作了9个胶合木梁柱螺栓节点试件,其中7个螺栓节点采用自攻螺钉进行增强。进行了单调和低周反复加载试验,研究胶合木梁柱螺栓节点采用自攻螺钉增强后的受力性能。试验研究表明,胶合木梁柱螺栓节点易产生木材撕裂破坏,采用自攻螺钉增强后的节点由于自攻螺钉咬合力作用,有效抑制了木材纹理的开裂;当螺栓边距、端距小于GB/T50708—2012《胶合木结构技术规范》限值时,节点试件的承载力及延性仍有明显提高,其中,螺栓直径20 mm的节点试件承载力最大提高了112%,螺栓直径14 mm的节点试件承载力提高了81%。     

侧面注胶式胶合木植筋抗拉拔性能试验研究

胶合木植筋连接因刚度大、承载力高、耐久性好等优势颇受关注.提出一种侧面注胶式胶合木植筋方式,以解决注胶质量和施工操作时安装精度难以保证的问题.考虑注胶孔数量、植筋杆锚固长度、植筋杆直径以及胶层厚度的影响,采用试验方法研究了侧面注胶式胶合木植筋连接试件的抗拉拔性能.结果表明:合理设置注胶孔的试件可以在满足承载力要求的同时保证注胶质量;增加植筋杆锚固长度、植筋杆直径和胶层厚度均对提高试件极限承载力有利.     

胶合木构件顺纹受压及钉连接增强性能试验研究

现代木结构主要由构件与连接件组成。为研究木构件顺纹受压性能,对落叶松胶合木构件进行顺纹受压性能试验,归纳其破坏类型,计算顺纹抗压强度并推导应力—应变经验公式。此外,针对钉连接件在握钉力作用下出现的脆性破坏,采用玻璃纤维增强钉连接件,提高局部节点强度及安全性。试验结果表明:落叶松顺纹受压破坏为塑性破坏,极限强度为43.03MPa;三层玻璃纤维增强钉连接件极限应力为60.7MPa,其增强钉连接既经济又安全。     

Study on rotational behavior of bolted glulam beam-to-columnconnections with slotted-in steel plates

通过4组22个胶合木梁柱螺栓-钢填板足尺节点试件的单调和低周反复加载试验以及有限元数值模拟研究梁柱螺栓-钢填板节点的转动性能。试验研究表明,胶合木梁柱螺栓-钢填板节点性能主要取决于螺栓和螺孔周边木材的承压能力;节点加载初期的螺孔间隙和加载后期木材横纹裂缝张开均会导致节点刚度显著下降;同等条件下,节点初始刚度和极限弯矩随螺栓直径的减小而减小,节点初始刚度随螺栓边距的增加而减小。对试件进行有限元分析结果表明,基于有限元分析软件建立的节点三维实体模型对于节点的初始刚度和极限弯矩有较好的模拟精度（误差20％以内）。此外,模型参数分析表明,在更大取值范围内（螺栓直径12~28mm,螺栓边距30~70mm）,螺栓直径和边距对节点性能的影响与试验结果一致。     

胶合木梁柱螺栓-钢填板节点转动性能研究

通过4组22个胶合木梁柱螺栓-钢填板足尺节点试件的单调和低周反复加载试验以及有限元数值模拟研究梁柱螺栓-钢填板节点的转动性能。试验研究表明,胶合木梁柱螺栓-钢填板节点性能主要取决于螺栓和螺孔周边木材的承压能力;节点加载初期的螺孔间隙和加载后期木材横纹裂缝张开均会导致节点刚度显著下降;同等条件下,节点初始刚度和极限弯矩随螺栓直径的减小而减小,节点初始刚度随螺栓边距的增加而减小。对试件进行有限元分析结果表明,基于有限元分析软件建立的节点三维实体模型对于节点的初始刚度和极限弯矩有较好的模拟精度(误差20%以内)。此外,模型参数分析表明,在更大取值范围内(螺栓直径12~28 mm,螺栓边距30~70 mm),螺栓直径和边距对节点性能的影响与试验结果一致。