钢夹板螺栓连接胶合木桁架球铰节点抗拉性能试验研究

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作者 尹伊璐 陈爱军 +2 位作者 贺国京 王皓磊 李龙 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第9期4108-4119,共12页

为研究钢夹板螺栓连接胶合木桁架中球铰节点的抗拉性能,针对组合结构特点设计制作可以连接螺栓球与胶合木的新型金属−紧固连接件“U型钢夹板”,设置6组共18个钢夹板螺栓连接胶合木球铰试件。采用千斤顶卧推拉伸试件的试验方法,探讨螺栓... 为研究钢夹板螺栓连接胶合木桁架中球铰节点的抗拉性能,针对组合结构特点设计制作可以连接螺栓球与胶合木的新型金属−紧固连接件“U型钢夹板”,设置6组共18个钢夹板螺栓连接胶合木球铰试件。采用千斤顶卧推拉伸试件的试验方法,探讨螺栓顺纹间距(80、100、120 mm)及螺栓并列、错列布置方式对钢夹板螺栓连接胶合木球铰节点抗拉承载力、破坏模式以及破坏机理的影响。研究结果表明:整个抗拉试验过程中,螺栓球内螺纹无剪坏失效,M24抗拉螺栓无拉伸断裂现象,钢夹板与胶合木均未发生明显变形与开裂情况,装配体试件均以滑移破坏结束试验。M8抗剪螺栓以“单铰”破坏为主,随着螺栓间距增大,其装配体试件最大滑移承载力提高;螺栓错列布置的最大滑移承载力比并列要大;且错列布置拥有更高的初始刚度,同间距下螺栓变形程度比并列布置差异化更大;受力边与上下边行的M8抗剪螺栓弯曲更为明显。装配体试件中滑移主要以钢夹板M8抗剪螺栓与胶合木之间的相对滑移为主,但装配体各部件之间的空隙所造成的滑移同样也不可忽略。“螺栓球−M24抗拉螺栓−U型钢夹板螺栓连接件”节点具备良好的整体刚度,保证稳定传递杆件拉力的同时能适配钢−木混合桁架结构的节点连接要求。安装间隙所造成的滑移无法避免,可以采取以下措施对装配体试件改进优化:根据实际承载需求,适当缩小螺栓间距,错列布置螺栓;装配过程适度施加预应力,缩小紧固件空隙;选取高强度、大刚度的装配体配套部件材料。 展开更多

关键词 钢夹板螺栓连接胶合木 螺栓球节点 装配体试件 抗拉性能 荷载−滑移

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钢夹板螺栓连接胶合木梁抗弯性能研究 被引量：10

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作者 陈爱军 彭润勃 +2 位作者 贺国京 王皓磊 王解军 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期500-510,共11页

为探讨钢夹板螺栓连接胶合木梁的抗弯性能,针对采用钢夹板螺栓连接进行接长的胶合木梁的构造特点,考虑拼接的两段梁是否来源于同一根胶合木、螺栓顺纹间距及螺栓并列、错列布置3个影响因素,设计制作13组共39根试验梁,进行抗弯性能试验... 为探讨钢夹板螺栓连接胶合木梁的抗弯性能,针对采用钢夹板螺栓连接进行接长的胶合木梁的构造特点,考虑拼接的两段梁是否来源于同一根胶合木、螺栓顺纹间距及螺栓并列、错列布置3个影响因素,设计制作13组共39根试验梁,进行抗弯性能试验。采用有限元数值模拟方法,探讨钢夹板螺栓连接胶合木梁的破坏机理及螺栓端距和直径、钢夹板和胶合木厚度等影响参数对其抗弯性能和承载力的影响规律。试验与计算结果表明:螺栓顺纹间距对钢夹板螺栓连接胶合木梁的抗弯性能影响显著,而螺栓并、错列布置方式与拼接的两段梁是否来源于同一根胶合木对钢夹板螺栓连接胶合木梁的抗弯性能影响较小。随着螺栓顺纹间距的增大,试件的初始抗弯刚度和抗弯承载力明显提高。采用钢夹板螺栓连接方式可以实现胶合木梁的接长,在一定范围内增大螺栓端距和直径、钢夹板和胶合木的厚度还能提高钢夹板螺栓连接胶合木梁的抗弯承载力。装配式木结构中可以采用钢夹板螺栓连接方式对胶合木梁进行接长,其抗弯性能受螺栓顺纹间距的影响较大。对螺栓端距、螺栓直径、钢夹板厚度、胶合木厚度的参数研究可为装配式木结构的设计与应用提供参考。 展开更多

关键词 胶合木梁 钢夹板螺栓连接 抗弯性能 荷载-挠度曲线 有限元分析 参数研究

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钢筋增强钢夹板-螺栓连接胶合木梁受力性能试验研究 被引量：2

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作者 陈爱军 陈义龙 +3 位作者 贺国京 王航 杨磊 王皓磊 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期1126-1135,共10页

为改善钢夹板-螺栓连接胶合木梁的刚度在到达极限荷载55%~70%区间内存在减小的问题,设计制作了3组共12根钢筋增强钢夹板-螺栓连接胶合木梁,通过改变配筋率进行三分点加载试验,并与相同设计参数的胶合木梁和钢夹板-螺栓连接胶合木梁进行... 为改善钢夹板-螺栓连接胶合木梁的刚度在到达极限荷载55%~70%区间内存在减小的问题,设计制作了3组共12根钢筋增强钢夹板-螺栓连接胶合木梁,通过改变配筋率进行三分点加载试验,并与相同设计参数的胶合木梁和钢夹板-螺栓连接胶合木梁进行对比试验。观察记录试件的受力过程和破坏现象,实测各组试件的极限承载力、荷载位移曲线和应变曲线,对比分析增强筋对各组试件破坏机理、抗弯刚度和极限承载力的影响规律。试验结果表明:与钢夹板-螺栓连接胶合木梁相比,钢筋增强钢夹板-螺栓连接胶合木梁的抗弯承载力和整体弯曲刚度在增强筋的作用下均有显著提高,钢夹板-螺栓连接试验梁在到达极限荷载55%~70%区间内刚度减少问题得到明显改善。钢筋增强钢夹板-螺栓连接试验梁的破坏形式随着配筋率的增大,逐渐由受拉脆性破坏向受拉延性破坏再到受压延性破坏进行转变。增强梁截面应变沿高度方向的分布基本符合平截面假定。依据试验数据和理论推导,得出了钢筋增强钢夹板-螺栓连接试验梁抗弯计算公式,其理论结果与试验结果吻合较好。研究表明,在钢夹板-螺栓连接胶合木梁受拉区配置增强筋可以有效改善其后期刚度减少的问题,并提升其抗弯性能,可为此类连接木梁的增强提供理论依据和试验支撑。 展开更多

关键词 胶合木 钢夹板-螺栓连接 钢筋增强 抗弯性能 承载力计算

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钢夹板-螺栓连接胶合木梁疲劳试验研究 被引量：1

4

作者 陈爱军 杨磊 +3 位作者 周建华 王航 贺国京 王皓磊 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第14期243-252,共10页

钢夹板-螺栓连接胶合木梁在实际工程运用中受到循环往复动荷载的作用,极易产生损伤累积而造成构件失效。为了研究钢夹板-螺栓连接胶合木梁的疲劳特性,通过不同应力水平下的等幅疲劳试验及静力对比试验,分析了钢夹板-螺栓连接胶合木梁的... 钢夹板-螺栓连接胶合木梁在实际工程运用中受到循环往复动荷载的作用,极易产生损伤累积而造成构件失效。为了研究钢夹板-螺栓连接胶合木梁的疲劳特性,通过不同应力水平下的等幅疲劳试验及静力对比试验,分析了钢夹板-螺栓连接胶合木梁的疲劳破坏形态与机理,研究了其刚度退化规律,探讨了疲劳极限荷载。试验结果表明,钢夹板-螺栓连接胶合木梁的疲劳破坏主要发生在加载点附近。随着疲劳循环次数的增多,钢夹板-螺栓连接胶合木梁的跨中挠度以及沿截面高度的拉、压应变均显著增大,压应变增幅大于拉应变,且应变分布情况基本符合平截面假定。试验梁的弯曲刚度随着疲劳循环次数的增加而呈现出线性退化,基于刚度退化的疲劳寿命预测与试验实测寿命基本吻合。钢夹板-螺栓连接胶合木梁的疲劳寿命随着应力水平的增大而降低,在应力比为0.2,应力水平不超过0.5倍静力极限荷载时,疲劳寿命均大于200万次,表明钢夹板-螺栓连接胶合木梁具有较好的疲劳特性。此外,还对疲劳载荷的振幅和疲劳寿命进行了线性回归分析,得到的疲劳极限载荷为0.5435 F_(u)。最后,利用ANSYS nCode软件对试验梁进行疲劳有限元分析,分析表明,该软件能较好地模拟钢夹板-螺栓连接胶合木梁在不同应力比下的疲劳响应。 展开更多

关键词 胶合木梁 钢夹板-螺栓连接 疲劳性能 刚度退化 疲劳极限荷载 有限元分析

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考虑螺栓布置的胶合木螺栓-钢插板连接抗拉性能 被引量：2

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作者 刘应扬 郭淼 +1 位作者 何海杰 曹纪兴 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期707-716,共10页

多螺栓—钢插板连接是应用较为广泛的胶合木结构节点连接方式。依据螺栓数目、排列方式、螺栓直径、木材厚度4个影响因素将试件分为了12组(每组6个)进行受拉试验,得到了各试件的破坏模式以及初始刚度、屈服荷载、峰值荷载和延性系数等参... 多螺栓—钢插板连接是应用较为广泛的胶合木结构节点连接方式。依据螺栓数目、排列方式、螺栓直径、木材厚度4个影响因素将试件分为了12组(每组6个)进行受拉试验,得到了各试件的破坏模式以及初始刚度、屈服荷载、峰值荷载和延性系数等参数,试验结果表明在木材厚度和螺栓直径相同的条件下,破坏现象随着螺栓数量增加,破坏模式的变化规律比较相近,木材的左右侧面产生不同程度的劈裂裂缝,裂缝从顶部延伸至最后一行螺栓以下。对比力学性能,随着螺栓数量的增加,试件的初始刚度、屈服荷载和峰值荷载均增加,而延性会发生减小。最后以螺栓直径与数量为自变量对多螺栓—钢插板连接节点初始刚度和峰值荷载的公式进行了拟合,结果与试验数据有良好的一致性。 展开更多

关键词 胶合木 抗拉连接 螺栓布置 试验研究 拟合公式

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钢夹板—螺栓连接胶合木抗剪性能试验研究 被引量：11

6

作者 陈爱军 牛东 +3 位作者 占雪芳 王解军 彭容新 姚嘉帅 《中南林业科技大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第9期115-119,共5页

为了研究钢夹板—螺栓连接胶合木的抗剪性能,以东北落叶松胶合木—钢夹板螺栓连接件为研究对象,共设计12组(36个)钢夹板—螺栓连接胶合木进行剪切静载试验,结合理论分析和试验结果表明:材料规格和螺栓数目相同时,螺栓错列布置的抗剪能... 为了研究钢夹板—螺栓连接胶合木的抗剪性能,以东北落叶松胶合木—钢夹板螺栓连接件为研究对象,共设计12组(36个)钢夹板—螺栓连接胶合木进行剪切静载试验,结合理论分析和试验结果表明:材料规格和螺栓数目相同时,螺栓错列布置的抗剪能力明显高于并列布置;随着螺栓列数的增加,屈服荷载与极限荷载明显提高,且螺栓列数与剪切荷载呈非线性关系;在多螺栓连接件中,随着螺栓间距的增大,连接件的初始刚度与屈服后刚度呈减小趋势,极限荷载与屈服荷载呈增大趋势。 展开更多

关键词 钢夹板-螺栓连接胶合木 抗剪性能 并、错列布置 螺栓间距

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胶合木钢夹板螺栓连接节点的抗火性能 被引量：15

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作者 张晋 许清风 +1 位作者 柏益伟 蔡建国 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期58-65,共8页

为研究我国常用树种胶合木钢夹板螺栓连接节点的抗火性能,进行了4个胶合木钢夹板螺栓连接试件的炭化速度试验,以及两组(共8个)胶合木钢夹板螺栓连接试件在不同持荷水平下的耐火极限试验.结果表明:钢夹板边缘内侧区域木材的炭化速度小于... 为研究我国常用树种胶合木钢夹板螺栓连接节点的抗火性能,进行了4个胶合木钢夹板螺栓连接试件的炭化速度试验,以及两组(共8个)胶合木钢夹板螺栓连接试件在不同持荷水平下的耐火极限试验.结果表明:钢夹板边缘内侧区域木材的炭化速度小于钢夹板边缘外侧区域,不同截面的水平向炭化速度小于竖向炭化速度,炭化速度随着受火时间的延长有降低的趋势;试件端距达到规范要求后,将端距从7d增加到10d并不能明显提高耐火极限,耐火极限随着持荷水平的增加而明显降低;其他条件相同时,耐火极限试件升温快于炭化速度试件. 展开更多

关键词 胶合木钢夹板螺栓连接 炭化速度 耐火极限 抗火性能

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基于宏观建模方法的胶合木-钢夹板螺栓连接数值模拟 被引量：3

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作者 陈爱军 贺国京 +1 位作者 王智丰 王解军 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第5期1244-1251,共8页

为解决胶合木-钢夹板螺栓连接三维有限元模型计算效率低、收敛性差的问题,采用一种有限元宏观建模方法进行胶合木-钢夹板螺栓连接的模拟,该方法通过非线性一维单元的组合,从而简化连接节点性能的有限元计算。同时,结合胶合木-钢夹板螺... 为解决胶合木-钢夹板螺栓连接三维有限元模型计算效率低、收敛性差的问题,采用一种有限元宏观建模方法进行胶合木-钢夹板螺栓连接的模拟,该方法通过非线性一维单元的组合,从而简化连接节点性能的有限元计算。同时,结合胶合木-钢夹板螺栓连接件抗剪性能试验,建立各连接节点的宏观模型和传统三维有限元模型。通过对比试验结果与宏观模型的计算结果,来验证该有限元宏观模型的计算效率及计算精度。研究结果表明:胶合木-钢夹板螺栓连接的宏观模型与连接件抗剪性能试验的荷载-滑移曲线是一致的,该宏观模型能够正确反映胶合木-钢夹板螺栓连接节点的剪切性能、滑移特性、滞回性能、刚度退化和失效特性。相比传统三维有限元计算方法,有限元宏观模型的计算成本相对较低,且收敛性较好。有限元宏观建模方法可有效提高具有大量连接的复杂结构非线性分析的计算效率。 展开更多

关键词 宏观建模方法 胶合木-钢夹板螺栓连接 宏观模型 数值模拟 剪切性能

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胶合木-钢夹板螺栓连接滞回性能试验 被引量：1

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作者 陈爱军 唐波 +1 位作者 贺国京 王解军 《中南林业科技大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期142-152,共11页

【目的】为探明胶合木-钢夹板螺栓连接的动力性能和抗震性能,确保连接件在车辆、机械振动等动力荷载下的可靠性。【方法】针对胶合木-钢夹板螺栓连接的构造特点,考虑胶合木厚度和螺栓直径之比(厚径比)、螺栓顺纹间距、螺栓并列和错列布... 【目的】为探明胶合木-钢夹板螺栓连接的动力性能和抗震性能,确保连接件在车辆、机械振动等动力荷载下的可靠性。【方法】针对胶合木-钢夹板螺栓连接的构造特点,考虑胶合木厚度和螺栓直径之比(厚径比)、螺栓顺纹间距、螺栓并列和错列布置方式等参数的影响,设计制作了4类13组共39个胶合木-钢夹板螺栓连接件,在低周反复荷载作用下进行滞回性能试验。【结果】试验结果表明:在单螺栓连接中,连接部位的破坏模式逐渐由"螺栓刚直"向"双铰"转化,胶合木销槽破坏模式逐渐由销槽整体承压破坏向两端部挤压破坏转变,试件滞回曲线基本都呈现饱满的弓形和棱形,具有良好的耗能能力和抗震性能,但其承载能力较低。在多螺栓连接中,螺栓和胶合木的破坏模式分别以"双铰"破坏和销槽端部挤压破坏为主,试件滞回曲线均呈现饱满棱形,该类试件在承载能力、抗震性能和耗能能力上均有大幅提升;随着螺栓顺纹间距的增大,试件的承载能力不断增大,但螺栓顺纹间距在200 mm时,极限荷载增幅趋于平缓,初始刚度增涨大幅放缓,且整体刚度退化与螺栓顺纹间距为250 mm时基本相同;螺栓并列布置滞回曲线饱满程度好于错列布置;螺栓双排布置承载能力比单排布置的承载能力更高,刚度退化更小。【结论】胶合木-钢夹板螺栓连接具有较好的耗能能力、抗震性能及延性性能;螺栓顺纹间距在200 mm时,抗震性能最佳;螺栓错列布置的抗震性能比并列要好,螺栓双排布置的抗震性能更优越。 展开更多

关键词 胶合木-钢夹板螺栓连接 厚径比 低周反复荷载试验 滞回性能

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钢夹板-螺栓连接胶合木梁抗剪性能试验 被引量：1

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作者 陈爱军 王虎瑞 +2 位作者 贺国京 王皓磊 王解军 《中南林业科技大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第12期187-196,共10页

【目的】为探究钢夹板-螺栓连接胶合木梁的抗剪性能。【方法】考虑螺栓顺纹间距(80、100、120 mm)、螺栓并列和错列布置方式等参数的影响,设计制作了7组共21根钢夹板-螺栓连接胶合木试验梁,并采用五点弯曲法进行了试验梁的抗剪性能试验... 【目的】为探究钢夹板-螺栓连接胶合木梁的抗剪性能。【方法】考虑螺栓顺纹间距(80、100、120 mm)、螺栓并列和错列布置方式等参数的影响,设计制作了7组共21根钢夹板-螺栓连接胶合木试验梁,并采用五点弯曲法进行了试验梁的抗剪性能试验。【结果】1)钢夹板-螺栓连接胶合木梁整体工作性能优良且组合效应显著,其受力过程经历弹性和弹塑性两个阶段。相较于普通胶合木梁,其刚度和抗剪承载力均有较大的提升。2)胶合木梁剪切破坏源于综合应力较大的跨中中性轴附近,其破坏形态为顺纹错动剪切破坏,破坏前无明显征兆,为脆性破坏。螺栓均有轻微的弯曲变形,表明胶合木梁采用钢夹板-螺栓连接形式具有较高的可行性与稳定性。3)与普通胶合木梁相比,随着螺栓顺纹间距的增加,螺栓并(错)列布置的试验梁极限承载力提高了24.5%、35.7%、48.8%(20.0%、30.1%、38.2%),极限竖向位移降低了7.2%、11.8%、16.1%(11.9%、19.1%、26.4%)。并列组试验梁木材主应变增长趋势相较错列组试验梁木材主应变更大,错列组试验梁的开裂荷载比并列组试验梁提高较多。4)由钢夹板-螺栓连接胶合木梁抗剪承载力简化计算式得到的抗剪承载力计算值与试验值能较好吻合,平均误差均在9%以内,且计算值偏于保守。【结论】通过钢夹板-螺栓连接胶合木梁的抗剪性能试验,分析了其破坏过程,总结了其在极限状态下的受力变形规律,揭示了破坏机理,并基于试验数据拟合,提出了抗剪承载力简化计算公式。 展开更多

关键词 钢夹板-螺栓连接胶合木梁 抗剪性能试验 并、错列布置 螺栓顺纹间距

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螺栓布置对钢-木组合梁弯曲性能的影响试验研究

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作者 吴珍珍 唐盛华 +1 位作者 王解军 刘瑞越 《土木与环境工程学报(中英文)》 北大核心 2025年第4期109-120,共12页

为推广直径10 mm以内的螺栓紧固件在钢-木组合结构中的应用,研究了螺栓的横向排数、直径和纵向间距对钢-木组合梁弯曲性能的影响。通过设计一种下部为工字钢梁、上部为木板、上下部由螺栓连接的组合梁,对8根试验梁进行三分点弯曲荷载试... 为推广直径10 mm以内的螺栓紧固件在钢-木组合结构中的应用,研究了螺栓的横向排数、直径和纵向间距对钢-木组合梁弯曲性能的影响。通过设计一种下部为工字钢梁、上部为木板、上下部由螺栓连接的组合梁,对8根试验梁进行三分点弯曲荷载试验,分别观察其破坏模式、跨中挠度变化、跨中截面应变和梁端部钢-木交界面滑移效应,分析不同螺栓参数对钢-木组合梁抗弯力学性能的影响。结果表明,钢-木组合梁的主要破坏模式为:组合梁跨中挠度达到跨度的1/27时,发生变形破坏;组合梁具有较大的抗弯承载力与位移延性系数,各试件钢-木交界面最大相对滑移为2~6 mm;螺栓布置参数中,螺栓纵向间距对组合梁跨中钢-木交界面的应变差影响最大,螺栓直径的影响较小;提出了钢-木组合梁螺栓面积比的概念,即螺栓总面积与木板受压面积的比值,随着螺栓面积比的增加,位移延性系数减小,但试件抗弯承载力明显增长,交界面最大滑移逐步减小。通过合理的螺栓面积比范围能快速计算出螺栓的用量范围,为此类钢-木组合梁的实际应用提供设计参考。 展开更多

关键词 钢-木组合梁 螺栓连接 交界面滑移 抗弯承载力 螺栓面积比

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胶合木外夹钢板群螺栓连接力学性能的试验研究 被引量：13

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作者 徐德良 刘伟庆 +1 位作者 刘子彤 周叮 《南京工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2011年第5期29-35,共7页

采用8组40个连接试件,考察胶合木外夹钢板群螺栓连接构件在顺纹受拉时的力学性能,探讨其破坏模式和受力机制。研究表明:胶合木外夹钢板群螺栓连接的破坏模式、承载力、刚度和延性与螺栓列数、每列的螺栓数、螺栓的布置方式有关;承载力... 采用8组40个连接试件,考察胶合木外夹钢板群螺栓连接构件在顺纹受拉时的力学性能,探讨其破坏模式和受力机制。研究表明:胶合木外夹钢板群螺栓连接的破坏模式、承载力、刚度和延性与螺栓列数、每列的螺栓数、螺栓的布置方式有关;承载力不具有由螺栓数线性叠加的性质;螺栓总数不变、多列布置螺栓延性较佳。 展开更多

关键词 胶合木外夹钢板 群螺栓连接 破坏模式 承载能力

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胶合木结构螺栓连接耐火极限的试验 被引量：16

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作者 汝华伟 刘伟庆 +1 位作者 陆伟东 杨会峰 《南京工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2011年第5期70-74,共5页

通过对胶合木构件螺栓连接的火灾试验,研究连接的侧材厚度、螺栓直径、螺栓数、端距、荷载水平、施加保护等参数对连接耐火极限的影响。结果表明:螺栓的直径和间距对耐火极限影响不大,而增加侧材厚度、降低荷载水平、增加连接端距能提... 通过对胶合木构件螺栓连接的火灾试验,研究连接的侧材厚度、螺栓直径、螺栓数、端距、荷载水平、施加保护等参数对连接耐火极限的影响。结果表明:螺栓的直径和间距对耐火极限影响不大,而增加侧材厚度、降低荷载水平、增加连接端距能提高其耐火极限;需要对连接施加有效的保护才能达到规定的耐火极限。 展开更多

关键词 胶合木 螺栓连接 火灾 耐火极限 施加保护

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带齿夹板钢木连接节点受力机理 被引量：7

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作者 郁有升 周其霖 韩俊良 《建筑科学与工程学报》 CAS 北大核心 2020年第4期60-68,共9页

为解决胶合木网壳螺栓连接节点初始刚度低、木梁螺栓孔易发生劈裂的问题,提出一种带齿夹板钢木连接节点。通过试验研究了带齿夹板节点(JD-2)在单调荷载作用下的力学性能和破坏模式,并与同尺寸下不含钢齿的普通夹板节点(JD-1)进行对比分... 为解决胶合木网壳螺栓连接节点初始刚度低、木梁螺栓孔易发生劈裂的问题,提出一种带齿夹板钢木连接节点。通过试验研究了带齿夹板节点(JD-2)在单调荷载作用下的力学性能和破坏模式,并与同尺寸下不含钢齿的普通夹板节点(JD-1)进行对比分析。为深入研究带齿夹板节点的受力机理,对带齿夹板节点进行有限元模拟。结果表明:JD-1的破坏模式为木梁沿螺栓孔水平连线方向的横纹劈裂破坏,JD-2的破坏模式为夹板屈服破坏;与JD-1相比,JD-2的初始刚度提高了47.18%,极限承载力提高了31.4%,延性系数提高了19.83%;钢齿与木梁之间的机械咬合作用可以有效减少木梁螺栓孔初始间隙对节点刚度的不利影响;在弯矩与剪力联合作用下,荷载通过钢齿及螺栓共同传递给木梁,减少了木梁螺栓孔的应力,因此延缓了木梁螺栓孔的开裂;随着夹板翼缘厚度的增加,节点的受弯性能呈现增大的趋势;增加夹板布齿率,木梁螺栓孔受到螺栓挤压应力减小,钢齿阻止夹板与木梁之间的相对滑动能力增强,建议夹板布齿率取0.46%~0.65%。 展开更多

关键词 胶合木网壳 带齿夹板钢木连接节点 受力机理 单调荷载 破坏模式

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重组竹-钢夹板螺栓连接节点承载特性和破坏形态 被引量：2

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作者 李霞镇 任海青 +3 位作者 李贤军 钟永 徐康 郝晓峰 《林业科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第8期157-166,共10页

【目的】研究重组竹-钢夹板单螺栓连接节点承载特性和破坏形态,为竹结构螺栓连接设计与应用提供参考和借鉴。【方法】采用正交设计方案,对重组竹-钢夹板单螺栓连接节点试样进行单轴压缩加载试验,利用方差分析和多重比较法分析螺栓直径... 【目的】研究重组竹-钢夹板单螺栓连接节点承载特性和破坏形态,为竹结构螺栓连接设计与应用提供参考和借鉴。【方法】采用正交设计方案,对重组竹-钢夹板单螺栓连接节点试样进行单轴压缩加载试验,利用方差分析和多重比较法分析螺栓直径、主构件厚度和端距对初始和屈服后刚度(K_(1)、K_(2))、屈服和极限载荷(F_(y)、F_(u))及延性率的影响规律。【结果】螺栓直径对初始和屈服后刚度(K_(1)、K_(2))、屈服和极限载荷(F_(y)、F_(u))及延性率具有显著影响,随螺栓直径增大,螺栓连接节点的初始和屈服后刚度(K_(1)、K_(2))、屈服和极限载荷(F_(y)、F_(u))显著增加,但延性率明显减小;主构件厚度对初始和屈服后刚度(K_(1)、K_(2))、极限载荷(F_(u))及延性率影响显著,但对屈服载荷(F_(y))无显著影响;端距对屈服后刚度(K_(2))、极限载荷(F_(u))及延性率影响显著,但对初始刚度(K_(1))和屈服载荷(F_(y))无显著影响。钢夹板单螺栓连接重组竹的有效破坏主要以Ⅱ型和Ⅲ型2种破坏模式呈现,且当厚径比(L/D)处于3.75~6.00之间时,螺栓呈现“单铰”屈服模式;当厚径比(L/D)处于6.00~13.50之间时,螺栓呈现“双铰”屈服模式。【结论】重组竹-钢夹板螺栓连接节点承载性能和破坏形态受螺栓直径、主构件厚度和端距的共同影响,重组竹-钢夹板单螺栓连接节点的最小主构件厚度和最小端距可分别设置为90 mm和4d(d为螺栓直径),此时节点各承载性能趋于稳定且延性率达到最佳状态。当节点试样满足最小端距和主构件厚度要求时,螺栓屈服模式随厚径比(L/D)增大逐渐由“单铰”屈服转变为“双铰”屈服,节点最终破坏表现为主构件销槽承压和螺栓弯曲同时发生,此时主构件和螺栓均能充分发挥材料的力学性能,是较为合理的破坏模式。 展开更多

关键词 重组竹-钢夹板 螺栓连接 承载性能 影响因素 破坏形态

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螺栓排列对内填钢板胶合木梁柱和梁式节点力学性能的影响

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作者 陈州 张慎 +1 位作者 李霆 熊世树 《木材科学与技术》 北大核心 2023年第4期20-27,共8页

为研究螺栓排列方式对内填钢板胶合木节点力学性能的影响,对螺栓齐列、错列的胶合木梁柱节点及梁式节点进行单调加载试验。探讨节点失效模式及破坏机理,获得该类节点的弯矩-转角及荷载-位移曲线,并对节点的刚度、延性、承载能力进行分... 为研究螺栓排列方式对内填钢板胶合木节点力学性能的影响,对螺栓齐列、错列的胶合木梁柱节点及梁式节点进行单调加载试验。探讨节点失效模式及破坏机理,获得该类节点的弯矩-转角及荷载-位移曲线,并对节点的刚度、延性、承载能力进行分析。试验结果表明,除加载初期,螺栓与螺孔之间因初始空隙发生接触的低刚度段外,节点受力过程大致可分为弹性工作阶段、带裂缝工作阶段和破坏阶段。螺栓错列可以提高梁柱节点及梁式节点的受弯、抗拉承载力和极限变形:其屈服弯矩和抗拉屈服荷载相较于螺栓齐列梁柱节点及梁式节点,分别提高了35%和7.1%。螺栓错列梁柱节点在塑性阶段变形较小,其延性系数约为螺栓齐列梁柱节点的71%;螺栓错列梁式节点的塑性变形较大,延性较好,抗拉延性系数为螺栓齐列梁式节点的2.79倍。 展开更多

关键词 胶合木 梁柱节点 梁式节点 钢填板 螺栓连接 承载能力 转动性能 破坏模式

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空心胶合木-钢插板螺栓节点承载力试验研究 被引量：7

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作者 尚澎 孙友富 周定国 《林产工业》 北大核心 2019年第6期10-16,共7页

为研究空心胶合木-钢插板螺栓连接节点承载力及延性性能,探讨了不同胶合木宽度和螺栓直径对破坏模式的影响,分析了不同宽径比、承压宽度对节点承载力、延性等的影响。结果表明:增加宽径比及承压宽度,可有效提高节点延性。宽径比12.5~16.... 为研究空心胶合木-钢插板螺栓连接节点承载力及延性性能,探讨了不同胶合木宽度和螺栓直径对破坏模式的影响,分析了不同宽径比、承压宽度对节点承载力、延性等的影响。结果表明:增加宽径比及承压宽度,可有效提高节点延性。宽径比12.5~16.4的节点延性较佳;宽径比10.0~10.9是单、双塑性铰破坏模式的临界点,可作为工程设计参考值。 展开更多

关键词 空心胶合木 钢插板 螺栓连接 延性 承载力

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胶合木梁柱螺栓节点变异性分析 被引量：9

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作者 王明谦 宋晓滨 +1 位作者 顾祥林 印小晶 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第7期13-21,56,共10页

胶合木梁柱螺栓节点通常会受到木材材性和制造公差的影响,而表现出显著的变异性。为揭示节点变异性的关键影响因素并建立节点初始刚度和抗弯承载力预测模型,开展了节点变异性分析。采用已有试验结果验证确定性有限元模型的精度。考虑木... 胶合木梁柱螺栓节点通常会受到木材材性和制造公差的影响,而表现出显著的变异性。为揭示节点变异性的关键影响因素并建立节点初始刚度和抗弯承载力预测模型,开展了节点变异性分析。采用已有试验结果验证确定性有限元模型的精度。考虑木材材性和螺孔间隙的随机分布规律,采用有限元方法计算胶合木梁柱螺栓连接节点初始刚度和抗弯承载力。根据统计方差分析结果确定节点初始刚度和抗弯承载力的关键影响因素。通过多项式回归拟合方法建立节点初始刚度和抗弯承载力的响应面方程。方差分析结果表明,销轴承压区顺纹和横纹方向弹性模量对于节点初始刚度的方差具有显著的影响,而螺孔间隙对于节点初始刚度也具有一定的影响;木材横纹抗拉强度和顺纹抗剪强度对于节点抗弯承载力的方差具有显著的影响,而螺孔间隙也会在一定程度上影响节点的抗弯承载力。针对随机生成的样本的计算结果表明,响应面方程能够准确预测节点的初始刚度和抗弯承载力。 展开更多

关键词 胶合木 螺栓节点 钢填板 变异性分析

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重组竹螺栓连接节点承载能力计算分析 被引量：7

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作者 李霞镇 任海青 +3 位作者 李贤军 徐康 钟永 郝晓峰 《土木与环境工程学报（中英文）》 CSCD 北大核心 2022年第4期78-86,共9页

基于重组竹螺栓连接承载性能,分析评价了现有木结构设计规范对重组竹螺栓连接承载能力预测的适用性。采用正交设计法对16组48个重组竹钢夹板单螺栓连接节点试样进行试验,验证了Foshci理论模型对重组竹钢夹板单螺栓连接节点的适用性,揭... 基于重组竹螺栓连接承载性能,分析评价了现有木结构设计规范对重组竹螺栓连接承载能力预测的适用性。采用正交设计法对16组48个重组竹钢夹板单螺栓连接节点试样进行试验,验证了Foshci理论模型对重组竹钢夹板单螺栓连接节点的适用性,揭示了螺栓直径、端距及主构件厚度等因素对节点承载能力的影响规律,分析了GB 50005和European 5规范对重组竹钢夹板螺栓连接承载能力预测的准确性。研究结果表明:Foschi理论模型能够反映节点的线弹性、屈服后阶段的变化特征,能够较全面地反映重组竹钢夹板螺栓连接节点的整个受力过程。螺栓连接承载力受螺栓直径、主构件厚度和端距3个因素共同影响,但当节点达到最小尺寸设计要求时,承载能力受螺栓直径影响的作用最为明显。Eurocode 5对重组竹钢夹板螺栓连接节点的承载预测能力偏保守,而GB 50005预测能力存在安全富余的空间,能较好地预测重组竹钢夹板螺栓连接的承载能力。 展开更多

关键词 重组竹钢夹板 螺栓连接 承载能力 Foshci理论模型 木结构

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木-钢组合箱梁抗弯性能试验及有限元对比分析 被引量：3

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作者 刘佳桐 雷云 +3 位作者 郦维 陈领 刘瑞越 王解军 《中南林业科技大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期178-189,共12页

【目的】为促进木结构在大型工程中的应用范围,本研究提出了一种以落叶松胶合木板作为上下翼板、焊接冷弯薄壁槽钢作为腹板并通过螺栓连接的木-钢组合箱梁。【方法】采用分级加载的方式分别对3根木-钢组合箱梁和1根木箱梁进行弯曲加载试... 【目的】为促进木结构在大型工程中的应用范围,本研究提出了一种以落叶松胶合木板作为上下翼板、焊接冷弯薄壁槽钢作为腹板并通过螺栓连接的木-钢组合箱梁。【方法】采用分级加载的方式分别对3根木-钢组合箱梁和1根木箱梁进行弯曲加载试验,观测组合箱梁和木箱梁在荷载作用下翼缘和腹板的应变变化、挠度的发展、破坏过程及形态变化,研究其抗弯极限承载力和抗弯刚度等力学性能,并基于ABAQUS建立了有限元模型对组合箱梁及胶合木箱梁进行数值模拟分析。【结果】组合箱梁的翼板与腹板组合性能较好,最终均为下翼缘木板受拉断裂的破坏模式,同时伴随着钢材局部屈曲和上翼缘木材的局部劈裂等破坏;木箱梁为腹板顺纹剪切破坏。相比胶合木箱梁,组合箱梁的抗弯极限承载能力平均提升了30.33%,但初始刚度平均降低了34.42%;根据翼板横向应变分布计算了木箱梁和木-钢组合箱梁上翼缘的剪力滞系数以及有效分布宽度。有限元模型与试验结果吻合良好,能有效预测木-钢组合箱梁及胶合木箱梁的弯曲性能。【结论】木-钢组合箱梁充分发挥了木材和钢材的力学性能,相比于纯木箱梁,抗弯承载力提升显著,说明木-钢组合箱梁是一种科学合理的组合形式,研究成果可为木-钢组合箱梁的后续研究提供一定的理论基础。 展开更多

关键词 木-钢组合箱梁 胶合木箱梁 螺栓连接 承载力失效试验 有限元分析

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