木-混凝土梁柱组合节点的受力性能试验研究与理论分析

为探索木-混凝土组合梁在框架结构中运用的可行性,借鉴钢结构顶底翼缘角钢连接,提出了角钢混合连接木-混凝土梁柱组合节点形式,并就其受力性能展开了试验与理论研究。试验中共设计了3个节点试件,即木梁-木柱节点、木-混凝土组合梁与木柱组合节点和木-混凝土组合梁与钢柱组合节点,并对其进行低周反复荷载试验。结果表明：提出的角钢混合连接木-混凝土梁柱组合节点具有良好的受力性能,顶底角钢作为最薄弱组件对节点受力性能起关键作用;相较于木梁-木柱节点,在正弯矩作用下,木-混凝土组合梁与木柱组合节点、木-混凝土组合梁与钢柱组合节点的承载力皆提高了约18%,而初始转动刚度分别提高了40.1%和33%。通过引入“组件法”对节点的受力性能进行了理论分析,并将理论结果与试验结果进行了对比,结果表明,采用组件法预测木-混凝土梁柱组合节点的屈服弯矩和初始转动刚度的误差皆低于15%,具有较高精度。     

木梁抗弯性能试验研究

通过对四根矩形截面杨木梁的受弯静力试验,研究了杨木梁的抗弯强度与抗弯弹性模量等主要抗弯性能。测得木梁在两点集中荷载作用下的跨中应变和挠度数据,分析了荷载与挠度及应变的关系,计算了杨木的抗弯强度与抗弯弹性模量。通过进行木材基本力学性能试验,确定了杨木顺纹抗拉、压强度与弹性模量,横纹抗压强度与弹性模量。试验结果为后期的木梁与木柱、梁—土坯组合墙体有限元数值分析提供了试验依据。     

半刚性连接钢框架变形的有限元研究

应用大型有限元程序ANSYS建立模拟钢框架梁柱节点半刚接的模型,施加荷载并进行了计算,通过对半刚性节点连接钢框架的变形分析,总结出半刚性连接框架节点的不同刚度值对框架变形的影响。结果表明,半刚性框架节点刚度的大小将直接影响结构的变形大小。     

基于半刚性连接胶合木框架的计算

胶合木框架梁柱一般采用外加钢板螺栓进行连接,其受力具有明显的半刚性特征。通过对胶合木框架梁柱两端施加转动弹簧,提出了一种基于半刚性连接胶合木结构分析模型;并在小挠度假设条件下,推导了胶合木结构半刚性连接框架梁柱单元在任意荷载作用下的杆端刚度矩阵和弯矩计算公式;通过SAP2000采用上述弹簧单元对中加三层胶合木楼进行了数值模拟。结果表明低层木结构在多遇地震作用时,结构尚处于弹性变形阶段,在木结构设计时结构层间位移不起控制作用,设计时结构变形可不考虑。     

基于炭化速度的梁柱木构件防火设计方法研究

由于缺乏对木结构火灾性能的系统研究,现行国家标准《木结构设计规范》(GB 50005-2003)(2005版)和《建筑设计防火规范》(GB 50016-2014)仅对木结构构件的耐火极限进行了相关规定,没有涉及木材的燃烧机理、炭化速度以及木构件耐火极限的计算方法,限制了木结构向多层和大跨方向的发展。本文较系统地研究了我国工程常用树种的燃烧性能和炭化速度,得到了木材炭化速度计算式,提出了与试验结果吻合的木构件基于炭化速度的防火设计方法,为相关标准的制修订提供依据,为木结构在我国的推广应用提供支撑。     

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。     

典型藏式古建木构梁柱连接转动性能试验研究

为研究藏式古建木构梁柱连接的转动性能,进行了6个试件的静力试验.考虑了弓木长度、暗销位置对于节点初始转动刚度的影响,以及反复荷载作用下节点刚度退化规律.试验结果分析表明:典型藏式古建木构梁柱节点的弯矩-转角曲线可简化为双线性模型;随弓木长度增加,节点初始转动刚度增大;暗销内移后,节点初始转动刚度变小;相同条件下,弓木-...     

齿板连接胶合竹的节点极限强度试验研究

金属齿板连接节点由于施工方便近年来在木结构中越来越多地被采用。为探讨金属齿板在胶合竹GluBam结构中的适用性,根据GB 50005—2003《木结构设计规范》和JGJ/T 265—2012《轻型木桁架技术规范》制定试验方法,针对荷载与GluBam主纤维方向、齿板主轴方向的4种不同连接情况的节点进行了拉伸试验,得到其板齿极限强度值,同时利用统计学方法对试验数据进行分析,发现其分布特点接近正态分布。试验结果表明:齿板连接的GluBam节点具有良好的极限强度,与其他连接木材的进口齿板的极限强度接近,验证了GluBam胶合竹可用齿板进行连接,为现代竹结构的设计提供了一种新的选择。     

钢框架节点刚度测试方法研究

提出了一种基于挠度法的节点刚度测试新方法。这种方法从节点刚度的基本定义出发,认为梁上某点测得的挠度值实际上是由两部分组成的,一是因梁的理想弹性弯曲产生的,二是因节点域变形导致梁发生转动而产生的。通过挠度测试,可以求出因节点域变形导致梁发生转动而产生的挠度值,进而可以得到梁柱夹角发生的改变量。     

某胶合木建筑的结构选型设计

本文介绍一栋胶合木建筑的结构选型设计,其结构形式为一典型的梁柱式体系。胶合木因其弹性模量较小且其梁柱节点以及柱底连接节点的转动刚度均很小,造成结构体系的抗侧刚度很弱,为了改善其性能,在建筑平面的中部增设了钢筋混凝土墙体,在局部某几跨胶合木柱间增设了柔性钢拉杆的交叉支撑,在不影响建筑立面的前提下改善该结构的抗侧刚度。考虑到屋面部分径向胶合木斜梁的跨度很大,在该斜梁下设置了柔性钢拉杆并在跨中设置撑杆,形成了拉杆桁架的体系,有效减小了屋面斜梁的梁高。本文还考虑了胶合木构件的防火设计。