重組竹結構鋼夾板螺栓節(jié)點抗火性能試驗研究.pdf

1、竹木結構作為一種古老的建筑形式經(jīng)久不衰，在現(xiàn)代建筑結構中同樣扮演著不可或缺的作用，眾所周知節(jié)點連接是竹木結構設計的關鍵，其中鋼夾板螺栓節(jié)點作為最常見的一種連接形式，已被廣泛應用于現(xiàn)代建筑結構中。然而竹木結構自燃的特性以及鋼材高溫下較差的性能，使得鋼夾板螺栓節(jié)點的抗火設計不容忽視，目前國內外已有不少學者對其進行了初步的研究。本文著點于新型木材替代材料——毛竹基重組竹，對其構成的鋼夾板螺栓節(jié)點的抗火性能深入研究，一方面以期深入了解和改善螺栓

2、連接的安全性和可靠性，另一方面也可以為重組竹結構進一步作為建筑材料的應用提供抗火性能方面理論依據(jù)。
　　本文首先通過對12組重組竹結構鋼夾板螺栓節(jié)點進行常溫下單軸拉伸試驗以了解其常溫下破壞形態(tài)及力學性能，并驗證木結構規(guī)范提供的計算公式的適用性。再基于標準升溫場景對24組螺栓節(jié)點進行高溫下抗火性能試驗研究，并對部分試件進行有限元分析對比，最后提出高溫下重組竹鋼夾板螺栓節(jié)點的計算公式。主要研究內容如下:
　　(1)就竹材厚度、螺

3、栓直徑、端距、間距及螺栓個數(shù)等變量，對重組竹鋼夾板螺栓節(jié)點進行常溫下的單軸拉伸試驗研究，以探索其破壞形態(tài)及多排螺栓中應變分布情況，試驗結果表明各變量對螺栓節(jié)點的承載力和破壞形態(tài)有不同程度的影響;
　　(2)通過對重組竹各溫度下的銷槽承壓強度進行試驗研究，得到了各溫度下的銷槽承壓強度和破壞形態(tài)，并擬合出重組竹銷槽承壓強度與溫度的關系;
　　(3)對鋼夾板單螺栓連接節(jié)點進行抗火性能試驗，研究竹材厚度、螺栓直徑、端距、持荷水平以及

4、是否進行防火保護對節(jié)點耐火極限、破壞形態(tài)、溫度分布及炭化程度的影響，結果表明各變量對節(jié)點的抗火性能均有不同程度的影響，其中以持荷水平最為明顯;
　　(4)進一步對單列雙排螺栓節(jié)點及雙排雙列螺栓節(jié)點進行抗火性能試驗研究，增加考慮螺栓孔間距對各節(jié)點抗火性能的影響，并對三組節(jié)點形式的抗火性能進行比較，提出鋼夾板螺栓節(jié)點的破壞形成機理以及耐火極限的影響因素，為節(jié)點的抗火設計提供理論依據(jù)，再利用有限元軟件對一組試件進行分析并與試驗結果對比;