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[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
郑维 周宇 李玥
【目的】以常规木基结构板材作夹板的夹板剪力墙在侧向力作用下易出现板边撕裂和钉子拔出破坏,严重制约其抗侧力性能。采用竹胶板作为中心夹板、以自攻螺钉代替常规钉连接件,可在夹板剪力墙中形成墙骨-竹胶板-墙骨的双剪螺钉连接效果,有望改善上述不利破坏。【方法】为探究该方法的可行性,以6组竹胶板双剪螺钉连接试件为研究对象,开展了单调和低周反复加载试验,分析了竹胶板厚度和加载方向变化对其破坏模式、弹性刚度、强度、延性系数等力学特性的影响,明确了其在往复加载过程中的损伤累积规律。【结果】尽管竹胶板双剪螺钉连接不能完全避免板边撕裂和螺钉拔出破坏,但已充分利用了自攻螺钉的高抗弯和抗拔性能,所表现出的极限承载力比由常规木基结构板材和圆钉制作的双剪钉连接高72.4%以上。增大竹胶板厚度有益于提升双剪螺钉连接的极限承载能力,但对弹性刚度的影响并未表现出显著规律。在低周反复荷载作用下,竹胶板双剪螺钉连接中的自攻螺钉易过早发生弯曲疲劳剪断,以致其极限承载力、极限位移和延性系数明显比单调加载时低。综合试验损伤观测和累积损伤指数(D),将竹胶板双剪螺钉连接的损伤划分为五个等级:基本完好(D 0.80)。【结论】分别采用竹胶板和自攻螺钉替代木基结构板材和和常规钉连接件,是提升夹板剪力墙抗侧力性能的一种可行方法。
[期刊] 林业科学
[作者]
李霞镇 任海青 李贤军 钟永 徐康 郝晓峰
【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。
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
陈爱军 王虎瑞 贺国京 王皓磊 王解军
【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。
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
陈爱军 牛东 占雪芳 王解军 彭容新 姚嘉帅
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。
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
林沁雨 文程生 刁玥 燕力榕 高颖
【目的】正交胶合木(CLT)的出现使木结构建筑突破了以往的层高限制,但现在采用的金属连接件连接方式降低了CLT材料的使用效率,浪费了CLT材料的力学性能优势。因此,连接节点成为CLT研究的关键性问题。对榫卯连接在CLT墙体-墙体处的节点应用进行抗剪性能研究,并与自攻螺钉的连接性能相比较,以探究榫卯连接节点在CLT建筑中的应用提供科学依据。【方法】分别对自攻螺钉与燕尾榫连接的两类CLT墙体节点H型试件进行单调与低周反复加载试验,得到试件在纯剪作用下的荷载-位移曲线、滞回曲线、骨架曲线等参数,并结合破坏现象比较分析了两类试件的初始刚度、最大承载力、耗能、刚度退化、强度退化等力学特性。【结果】钉节点一般先于CLT材料破坏,并损坏连接处木材,而燕尾榫节点后于CLT材料发生破坏;在单调加载试验中,燕尾榫节点的延性略低于钉节点,但最大承载力、极限位移、屈服荷载、屈服位移与耗能分别高出钉节点313.50%、35.38%、370.80%、92.76%、459.64%;在低周反复加载试验中,钉节点延性较差,燕尾榫节点延性相对较好,燕尾榫正向加载的最大承载力高出钉节点455.54%,负向加载的最大承载力高出钉节点234.74%,且燕尾榫节点维持刚度和强度的能力,以及耗能能力均优于钉节点。【结论】与钉节点相比,燕尾榫节点可以更大地发挥CLT材料的优点,以推动CLT建筑的工程应用。
[期刊] 林业科学
[作者]
滕启城 王菲彬 阙泽利 曾楠
【目的】基于规格材上不同角度钉入圆钢钉和自攻螺钉的握钉力性能测试,研究不同钉入角度、木材密度和木材径、弦向对握钉力性能的影响,为木结构钉连接设计提供更完善的科学依据。【方法】以落叶松和白云杉规格材为研究对象,参考握钉力性能试验国家标准,选取国产直径2. 5 mm的圆钢钉和直径4. 0 mm的自攻螺钉,长度均为50 mm,在满足国标最小钉边距、端距和间距的要求下,与木纤维分别成90°(横纹)、60°、45°和0°(顺纹)钉入规格材,在自主设计的多角度握钉力试验夹持装置上以3 mm·min-1恒定速度拔出并得到破坏荷载,比较分析不同条件下的握钉力。【结果】1)随着钉入角度减小,钉拔出时的荷载-位移曲线峰愈加尖锐,自攻螺钉握钉力大于白圆钢钉,密度较大的落叶松的握钉力大于白云杉,且对自攻螺钉的握钉力刚度明显大于白云杉,但相同角度条件下拔出时的荷载-位移曲线特征基本相似; 2) 90°钉入时圆钢钉和自攻螺钉的握钉力均大于0°,但从90°到0°圆钢钉的握钉力先增大后减小,而自攻螺钉则相反; 3)白云杉径面自攻螺钉的握钉力大于弦面,其圆钢钉的握钉力没有规律,落叶松径面圆钢钉的握钉力小于弦面,其自攻螺钉的握钉力没有规律。【结论】钉与木纤维之间的角度对规格材握钉力具有显著影响,随着角度减小,规格材对自攻螺钉的握钉力先降低后增大,而对圆钢钉的握钉力则相反。规格材径面和弦面的握钉力没有确定关系,在木结构握钉力设计值计算时无需考虑年轮角度参数。欧洲木结构设计规范(BS EN 1995-1-1:2004)推荐的计算公式为螺钉握钉力随着钉入角度减小而减小,测试结果证明该公式在0°时握钉力估算过于保守。端面钉入的自攻螺钉被拔出时,荷载-位移曲线和破坏特征均表明其为明显的脆性破坏,在实际工程中木构件端面上使用自攻螺钉连接需要有效的增强措施和强度验算。
关键词：
钉入角度 自攻螺钉 握钉力 圆钢钉 木材
[期刊] 福建农林大学学报(自然科学版)
[作者]
徐建全 陈铭年 林大同
通过有限元计算和试验分析,探讨接头角板对客车车身L型结构(由闭口薄壁矩形钢管焊成)的刚度和强度的影响.结果表明对于由2根等截面的方管或矩形管焊接而成的L型结构,当角板边长与结构的厚度之比约为1.2时,弯曲应力平缓下降.
关键词：
客车结构 接头 结构分析 有限元法
[期刊] 林业科学
[作者]
杨春梅 吴哲 马岩 张亚新 齐英杰 李明宝
我国古人知道木材细胞具有非常好的抗压性,建造房屋时通常利用木或竹等弹性支撑材料进行减振和缓振。随着橡胶和塑料的诞生,现在人们基本用人造橡胶和塑料泡沫来实现这些功能,但在冲击振动较大的机械设备减振中,人造橡胶和塑料泡沫还达不到使用要求。为了满足机械领域的实际需求,提高材料的冲击吸能效果,马岩(2003)提出了木橡胶的概念。木橡胶主要由胶和木纤维构成,是通过胶将木纤维黏合在一起而形成的一种复合材料
关键词：
木橡胶 动态压缩 霍普金森压杆 微观损伤
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
杨小军 马澜 赵琦 俞奕豪 徐汀竹
为克服木构件端部易开裂、力学性能差等不足,采用粉状碳纤维对木材端面进行增强处理,研究了木构件增强后端部钉节点在交变荷载下的受剪性能。结果表明:在单调荷载下,碳纤维增强后的水曲柳和落叶松木材端部钉节点抗剪力得到大幅改善,分别提高102.54%和78.23%;交变荷载能加速木构件端部钉节点损伤进程,交变荷载频率及荷载变化幅度是影响钉节点抗剪性能的主要因素;不同树种及不同端面钉节点剪切位移增量差异明显,剪切位移增量可用作评价交变荷载下钉节点抗剪性能优劣的参数;增强端面钉节点剪切破坏模式主要表现为钉孔边缘碳纤维涂层出现局部变形及钉剪切变形。增强后的水曲柳及落叶松木构件端面具有更优异的抗疲劳及蠕变性能,可应用于木结构工程。
关键词：
交变荷载 碳纤维 木构件端部 抗剪性能
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
陆国忠 焦群英
对钢管井架的稳定性能和承载力进行有限元分析。建立了以非线性梁单元为基础的钢管井架有限元计算模型,采用有限元分析软件对其稳定性能进行计算,分析几种主要工程加强措施对井架整体稳定性的作用效果。计算结果表明:井架整体稳定系数约为单杆稳定系数的65%;井架高度、立杆根数(间距)和拉墙杆间距对井架极限承载力的影响很大,工程中可通过增加拉墙杆数量,减小横杆间距等措施提高井架的稳定性和承载力,进而增加井架的工作高度。
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
刁玥 贾贺然 孟鑫淼 高颖 张佳男
【目的】力学特征值分析法是评价结构力学性能的有效方法。在木结构领域,以北美ASTM E2126标准,欧洲EN 12512标准和日本Y&K法的3种评估方法接受度较高。正交胶合木(CLT)被认为是一种可建造多高层木结构建筑的重要木质复合材料,目前针对其材料本身特性的研究较为广泛,但是针对其连接系统的开发和研究尚处于初期阶段。【方法】本研究设计了一种用于CLT墙体和楼板连接的T型金属连接件,结合对该连接件构造的抗剪试件试验结果,分别采用上述3种分析方法对节点刚度、屈服点特性和延性系数等力学性能参数进行了对比分析。【结果】Y&K法所得屈服点性质与另两种方法所得点相差较大,EN法计算所得刚度值和延性值略大于另两种方法,ASTM法和EN法在屈服荷载数值的差异性受试验曲线特征影响较大。【结论】综合比较以上对比结果,对于本文设计的CLT墙体-楼板节点,以及其他力-变形曲线发展较为平缓、破坏模式为延性破坏的木结构节点,Y&K法分析结果更具有实际工程应用意义。
[期刊] 中国林业科学研究院
[作者]
王滋
随着健康舒适的生活方式成为大势所趋,具有绿色、环保、健康舒适等特点的木结构建筑逐渐受到人们青睐,其中源自北美的轻型木结构建筑以其轻质高强、节能环保、施工效率高等优良特性被引入我国。然而,目前我国木结构建筑主要用材严重依赖进口,缺少适宜的国产结构用木质材料。鉴于此,开发适用于轻型木结构用的国产规格材以及金属连接件成为木材加工行业研究的重点。落叶松是我国北方重要的用材林树种之一,具有力学性质好、耐腐耐寒、树干通直等特点,分布面积较广,蓄积量大,研发国产落叶松规格材在轻型木结构建筑中的利用具有重要意义。本文以国
[期刊] 南京农业大学学报
[作者]
姬长英 鲁植雄 潘君拯
为了探讨中国南方水田土壤的力学性质及其影响因素, 测定了典型水田土壤的有关参数。据测定结果, 分析了水田土壤的承载能力与软泥层深度之间的关系和对钢与对橡胶的粘附力之间的关系。结果表明,承载能力与软泥层深度在一定程度上呈线性关系; 水田土壤对钢的粘附力(x)和对橡胶的粘附力(y) 之间的关系可用方程y = x 拟合, 即两者间没有显著差异。
关键词：
承载能力 软泥层深度 粘附 水田
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
杨涛 王解军 宁凡 饶真宇
为了增强结构整体性与耐久性,节省材料,降低造价,提出一种理论上适合工程应用的正交胶合木T梁这一新的构件形式。采用兴安落叶松板材和结构胶,制作了正交T梁、平行T梁(高跨比1/7.6)及矩形梁(高跨比1/9.2)共3组试件,进行静力弯曲承载力试验,对比分析各类构件的应变、挠度及极限承载力。结果表明:1)3类梁受弯时均为中部顺纹剪切破坏,正交T梁的抗弯承载力比矩形梁提高了33%,比平行T梁低30%;2)基于刚度等效原则,提出了将正交T梁等效为平行T梁,然后采用Rammer抗剪强度公式来计算其弯曲剪切强度的策略;3)分析表明所提出的策略合理、可靠,扩展了Rammer公式的适用范围。研究成果可为工程应用提供理论依据。
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