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...     

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。     

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。     

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。     

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。     

落叶松胶合木销槽承压强度影响因素研究

销类连接是现代木结构中最常见的连接,而销槽承压性能对于确定木结构连接件承载性能相当重要。本文基于日本落叶松胶合木销槽承压强度试验,考虑顺纹理和横纹理方向的销槽承压情况,分析销槽承压强度与试件密度、钢销直径及试验方法的关系,指出试件密度、钢销直径是销槽承压强度的重要影响因素,试验方法并不影响销槽的承压强度。试验结论为后期日本落叶松胶合木销槽结构的设计提供理论依据。     

高强度钢材螺栓连接抗剪性能试验研究

近年来高强度钢材在工程中得到了逐步推广和应用,尤其是Q460强度等级的高强度钢材。但是目前各国规范都尚未对高强度钢材螺栓连接设计方法做出具体规定,仍沿用普通强度钢材的设计方法。因此,需对端距、边距和螺栓间距等几何构造对高强度钢材螺栓抗剪连接性能的影响进行深入的试验研究。针对10,12 mm厚的Q460强度等级的高强度钢材进行螺栓抗剪连接试验,通过改变两个10.9级M27高强度螺栓的几何布置,研究不同端距、边距和螺栓间距情况下,高强度钢材的承压性能的变化情况。由试验可以观察到螺栓抗剪连接的3种不同的破坏模式:端部撕裂、孔壁拉长和板净截面拉断。同时还将试验得到的极限承载力与欧洲和美国钢结构设计规范设计值进行比较。结果发现,现有规范并不能很好地预测高强度钢材螺栓抗剪连接的破坏模式和极限强度,建议更深入地进行参数分析以完善规范设计方法。     

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。     

高强度钢材螺栓抗剪连接孔壁承压性能研究及设计建议

高强度钢材(Q460级或更高强度)已在高层和大跨度建筑中逐步推广应用,但现行中国规范对高强度钢材螺栓连接计算的强度指标和构造要求尚未做出明确的规定,需要通过系统研究确定高强度钢材螺栓连接的设计强度指标和承载力计算方法.利用已验证的有限元模型,对端距e1、边距e2、螺栓间距p2、板厚t以及钢材屈服强度fy和抗拉强度fu的影响进行了参数分析,并与三种设计方法进行了比较.对比发现Mo(z)e建议公式的准确性最好,更能够真实地反映端距e1和边距e2对承载性能的影响;而欧洲规范设计方法相对来说过于保守;美国规范未能反映出边距e2的影响.最后利用剪切破坏理论,基于已有的试验数据和有限元参数分析结果,提出了中国规范当中Q460级高强度钢材螺栓连接钢板设计承压强度建议值.     

谈现行中美木结构规范对称双剪螺栓节点

分析现行GB规范、NDS规范中木结构对称双剪螺栓节点承载力的计算公式,介绍中美现行木结构设计规范螺栓节点的优缺点,为结构设计者理解及应用木结构螺栓连接提供参考。     

屈服强度550MPa高强冷弯薄壁型钢结构轴压构件承载力计算模式研究

本文收集了目前国内外屈服强度550MPa高强钢材冷弯薄壁型钢结构轴心受压构件的试验数据,参考现行的《冷弯薄壁型钢结构技术规范》(GB 50018—2002),对其承载力的合理计算模式进行了系统研究。结果表明,现行规范考虑板组约束计算截面有效宽厚比的方法对屈服强度550MPa高强钢材冷弯薄壁型钢结构轴心受压构件极限承载力的计算是可靠的。     

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。     

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...     

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。     

不同等级高强钢焊接工形轴压柱整体稳定性能及设计方法研究

为研究460MPa以上不同强度等级高强钢焊接工字形截面轴压柱的整体稳定性能,采用有限元分析方法,计算了国内外已公开发表(包括其他学者)的35个高强钢焊接工形试件的整体稳定承载力,并通过与试验结果对比验证了有限元模型的可靠性;利用该模型完成1280个算例的整体稳定承载力计算,包括8种钢材强度等级、8种工字形截面尺寸、对应于每种截面的10种长细比、以及绕截面强轴和弱轴失稳的2种模态,并将算例结果与现行钢结构设计规范的设计曲线进行对比分析。研究结果表明,随着钢材强度等级的提高,高强钢焊接工字形截面轴压构件绕强轴和弱轴失稳的整体稳定系数均明显提高;对于绕强轴失稳构件,建议Q460~Q550钢材的采用我国规范b类曲线,Q620~Q960钢材的采用a类曲线;对于绕弱轴失稳构件,建议Q460~Q800钢材的按b类曲线设计,Q890和Q960钢材的按a类曲线设计。此外,还提出此类构件对应不同强度等级钢材的更新柱子曲线公式,以更准确计算其整体稳定承载力。     

高强度钢材高强度螺栓摩擦型连接抗剪承载力试验研究

高强度螺栓摩擦型连接是钢结构连接的主要形式,现行标准规范对其设计和计算方法已有详细的规定,各国规范都给出了不同表面处理方式下的抗滑移系数和预拉力取值等要求,但大多规定都是基于普通强度钢材的试验和应用研究成果,特别是对高强度钢材的抗滑移系数研究更少。完成了4组Q550和4组Q690高强度钢材的高强度螺栓摩擦型连接抗剪试验,监测了48h内螺栓预拉力的变化情况,得到了喷砂和轧制表面两种表面处理方式下的抗滑移系数,并与各国规范进行了比较,发现抗滑移系数实测值低于大多数现行规范建议值。直接使用大部分规范建议值进行高强度钢材高强度螺栓摩擦型连接设计可能偏于不安全。     

960 MPa高强度钢材轴心受压构件局部稳定试验研究

针对960 MPa高强度钢材轴心受压构件的局部稳定性能,对4个箱形截面试件和4个工字形截面试件进行了轴心受压试验。分析了试件的局部稳定性能,并将试验结果与我国、美国和欧洲钢结构设计规范的相应设计计算结果进行了对比分析,研究各国规范对960 MPa高强度钢材轴心受压构件局部稳定性能设计计算的适用性。研究结果表明:当构件的板件宽厚比相同时,960 MPa高强度钢材构件的局部屈曲后强度要大于460 MPa高强度钢材构件,960 MPa高强度钢材构件应考虑钢材的屈曲后强度;我国现行钢结构设计规范中关于轴心受压构件局部屈曲应力的计算结果不适用于960 MPa高强度钢材构件;在试验钢材板件宽厚比范围内,960 MPa高强度钢材构件的局部屈曲承载力,采用美国规范和欧洲规范的设计计算结果较为准确。     

960 MPa高强度钢材轴心受压构件局部稳定试验研究

针对960 MPa高强度钢材轴心受压构件的局部稳定性能,对4个箱形截面试件和4个工字形截面试件进行了轴心受压试验。分析了试件的局部稳定性能,并将试验结果与我国、美国和欧洲钢结构设计规范的相应设计计算结果进行了对比分析,研究各国规范对960 MPa高强度钢材轴心受压构件局部稳定性能设计计算的适用性。研究结果表明：当构件的板件宽厚比相同时,960 MPa高强度钢材构件的局部屈曲后强度要大于460 MPa高强度钢材构件,960 MPa高强度钢材构件应考虑钢材的屈曲后强度;我国现行钢结构设计规范中关于轴心受压构件局部屈曲应力的计算结果不适用于960 MPa高强度钢材构件;在试验钢材板件宽厚比范围内,960 MPa高强度钢材构件的局部屈曲承载力,采用美国规范和欧洲规范的设计计算结果较为准确。     

高强冷弯薄壁型钢卷边槽形截面轴压构件试验研究及承载力分析

对63根屈服强度550MPa高强冷弯薄壁型钢卷边槽形截面轴压构件进行试验研究,分析了构件的屈曲模式和极限承载力,并将参考AISI规范、澳洲规范和北美规范及我国现行行业标准《低层冷弯薄壁型钢房屋建筑技术规程》（报批稿）计算的构件承载力与试验结果进行分析比较。在此基础上,对高强超薄壁型钢卷边槽形截面轴压构件的承载力合理计算模式进行研究。结果表明：高强超薄壁型钢卷边槽形截面轴压构件在宽厚比较大时会出现畸变屈曲模式;采用等效板件方法计算加劲板件有效宽度后,我国《低层冷弯薄壁型钢房屋建筑技术规程》（报批稿）适用于屈曲强度550MPa、厚度小于2.00mm的冷弯薄壁型钢卷边槽形截面构件承载力计算。