重組竹螺栓連接節(jié)點承載性能研究.pdf

1、節(jié)點連接是竹木結構設計的關鍵，整體建筑結構的破壞大多都起源于節(jié)點連接的失效或破壞。在各類金屬連接件中，螺栓連接具有簡潔、安全可靠、使用方便等優(yōu)點，隨著現(xiàn)代竹結構的發(fā)展，螺栓連接已經(jīng)被廣泛應用。目前國內(nèi)外對重組竹螺栓連接方面的報道甚少，故深入研究重組竹螺栓連接性能，對改善螺栓連接的安全性和可靠性都具有重要作用，也可為螺栓連接的進一步推廣提供理論基礎。
　　 本研究以毛竹基重組竹為試驗材料，著重于研究重組竹螺栓連接節(jié)點特性，分析各因

2、素對銷槽承壓、螺栓連接節(jié)點承載性能的影響，觀察破壞模式，探究破壞機理;此外，評價了現(xiàn)行木材螺栓連接計算公式對重組竹螺栓連接承載性能預測的適用性;最后以竹材本身特性為基礎，推導了適合于重組竹銷槽承壓強度、螺栓連接承載力的理論計算公式，為螺栓連接在現(xiàn)代竹結構中的應用提供一定的參考，也為竹結構用螺栓連接性能的改善、新型竹結構連接件的開發(fā)，提供可靠的理論依據(jù)。
　　 本論文的主要研究結果歸納如下:
　　 1.重組竹材料密度均一、

3、力學強度高且穩(wěn)定，完全能滿足結構用材的力學強度要求;得到了重組竹12個彈性常數(shù)、TL和RL方向的Ⅰ型斷裂韌性，并推薦重組竹斷裂韌性試樣厚度設置為25mm;螺栓抗彎屈服強度隨著螺栓直徑增大而增大。
　　 2.對于銷槽承壓強度而言，試樣尺寸在滿足最小要求的前提下，對其無顯著影響;螺栓直徑、紋理方向和含水率對其影響顯著:隨螺栓直徑增大而減小;隨紋角度增大，呈先減小后增大的變化趨勢;隨含水率增大呈遞減趨勢，并逐漸趨于穩(wěn)定。
　　

4、 3.銷槽試樣的紋理角度從0°到90°逐漸過渡時，破壞模式由順紋理劈裂和銷槽端部壓潰的混合破壞模式，逐漸向銷槽壓潰和試樣整體壓潰的混合破壞模式（試樣沿著厚度方向發(fā)生分層開裂）轉變，以45°銷槽試樣為轉折點。
　　 4.采用Eurocode5和NDS/LRFD中的木材銷槽公式計算重組竹銷槽承壓強度，結果偏差較大，故本研究將螺栓直徑、含水率、紋理方向作為考慮因素，分別構建了適合于重組竹銷槽承壓強度的理論計算公式，并給出了重組竹銷槽承

5、壓測試試樣的標準尺寸。
　　 5.總結了端距、主構件厚度及螺栓直徑等因素對單螺栓承載性能（初始剛度、屈服后剛度、屈服載荷、極限載荷及延性率）影響的顯著性，并推薦重組竹螺栓連接節(jié)點的主構件厚度設置為90mm，最后結合單螺栓影響因素和銷槽承壓強度，推導了重組竹單螺栓連接節(jié)點承載力理論計算公式。
　　 6.Foschi模型能較好模擬單螺栓連接節(jié)點承載曲線變化，能反映出彈性區(qū)域和屈服后節(jié)點特性，并將彈性向塑性的轉變過程直觀地表現(xiàn)

6、。單螺栓連接節(jié)點的有效破壞模式主要有兩種，即“一鉸”和“二鉸”屈服模式，此時主構件和螺栓均能充分發(fā)揮材料的力學性能，是合理的破壞模式。
　　 7.得出了螺栓列數(shù)、行距、間距及每列螺栓數(shù)等因素對多螺栓連接節(jié)點的承載性能影響變化趨勢。隨著螺栓間距的增大，試樣的破壞形態(tài)由列開裂和單鉸屈服破壞的混合模式逐漸向單純的鉸破壞演變。多列螺栓隨著螺栓列數(shù)的增多，會由單列開裂向兩邊列劈裂演變;隨著列間距增大，試樣的開裂破壞逐漸消失，只產(chǎn)生了銷槽承