轻型木结构齿板连接标准节点抗剪承载性能的试验研究

论文摘要

轻型木结构房屋的节点连接性能直接决定着整个建筑结构的承载性能。齿板连接作为现代轻型木结构的主要连接形式,由于其制作简单,安装快速方便,有利于工程的进度,而且节点采用齿板连接也使轻型木结构具有了稳定的工程属性等优点,从而使它在北美得到了广泛的应用。我国《木结构设计规范》GB50005-2003第一次引入了轻型木结构、齿板连接、规格材等新概念,其中关于齿板连接的设计方法和试验要点基本上参考的是加拿大的木结构相关规范,即缺乏对齿板连接性能的研究。更没有关于国产齿板的相关研究和设计指标。有鉴于此,本文通过对比试验,选择了一组质量较好的国产齿板进行了齿板连接的抗剪承载性能的试验研究,并进行了一系列的对比分析。本文的主要研究内容为:（1）通过对10组标准抗剪节点的试验操作以及数据分析,得出了10组标准国产齿板连接抗剪节点的破坏模式以及破坏时的薄弱部位、破坏形式、破坏时的极限位移值。（2）通过试验数据分析,本文着重研究齿板齿槽与外荷载之间夹角的变化对齿板连接节点抗剪承载性能的影响。（3）通过试验数据分析,得到T系列（标准抗剪节点除了受剪力作用外还受拉力的作用）和C系列（标准抗剪节点除了受剪力作用外还受压力的作用）抗剪节点的承载性能的分布规律以及T系列与C系列标准节点抗剪承载力之间的差别。（4）通过试验数据分析,比较齿板尺寸大小对标准节点抗剪承载性能的影响。（5）比较本试验得到的国产齿板连接节点的抗剪承载力与进口齿板（M-20与SK-20）连接节点的抗剪承载力之间的差别。通过试验和分析,得出的主要结论如下:（1）本次试验所用的国产齿板与进口齿板（M-20与SK-20）相比,其抗剪承载力介于两者之间,即大于M-20的抗剪承载力,小于SK-20的抗剪承载力。（2）齿板连接节点无论是受剪—拉作用还是受剪—压作用,在其他条件完全一致的情况下,齿板齿槽方向与齿板长轴方向之间为平行关系的,其受剪承载力设计值大于齿板齿槽方向与齿板长轴方向之间为垂直关系的。（3）对同一个齿板连接抗剪节点来说,齿板的尺寸的大小会对其抗剪性能产生一定的影响,齿板尺寸越大抗剪承载力就越大,但是当到达一定值时,齿板尺寸大小基本上对抗剪承载力没有什么影响了。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 选题的相关背景
• 1.1.1 木结构建筑在国外的发展现状及其应用
• 1.1.2 木结构建筑在国内的发展历程
• 1.1.3 轻型木结构节点连接方式的发展和研究
• 1.1.4 齿板抗剪性能研究的意义
• 1.2 齿板连接性能在国内外的研究现状
• 1.2.1 齿板连接性能在国外的研究现状
• 1.2.2 齿板连接性能在国内的研究现状
• 1.3 本文研究的内容及其方法
• 1.3.1 本文研究的具体内容及其意义
• 1.3.2 本文采用的研究方法
• 2 轻型木结构齿板连接节点抗剪性能试验方案
• 2.1 试验材料的选择
• 2.1.1 轻型木结构齿板抗剪连接试验中所需规格材的选择
• 2.1.2 齿板所用钢材的选择
• 2.2 轻型木结构齿板连接节点抗剪试验构件的设计
• 2.2.1 齿板抗剪节点所需规格材的设计
• 2.2.2 齿板的设计
• 2.2.3 齿板抗剪连接节点试件的设计
• 2.2.4 齿板抗剪连接节点试件的加工
• 2.3 试验装置的设计
• 2.3.1 试验仪器的选择
• 2.3.2 试验特制夹具的设计
• 2.4 试验加载制度的确定
• 2.5 试验数据采集和测试方案的确定
• 2.6 本章小结
• 3 轻型木结构齿板连接节点抗剪试验
• 3.1 齿板所用钢材的材性实验
• 3.2 V0 组（Α=0）抗剪节点的试验现象描述
• 3.2.1 试验过程及标志性荷载与标志性位移
• 3.2.2 破坏模式
• 3.3 V1 组（Α=30T）抗剪节点的试验现象描述
• 3.3.1 试验过程及标志性荷载与标志性位移
• 3.3.2 破坏模式
• 3.4 V2 组（Α=30C）抗剪节点的试验现象描述
• 3.4.1 试验过程及标志性荷载与标志性位移
• 3.4.2 破坏模式
• 3.5 V3 组（Α=60T）抗剪节点的试验现象描述
• 3.5.1 试验过程及标志性荷载与标志性位移
• 3.5.2 破坏模式
• 3.6 V4 组（Α=60C）抗剪节点的试验现象描述
• 3.6.1 试验过程及标志性荷载与标志性位移
• 3.6.2 破坏模式
• 3.7 V5 组（Α=90）抗剪节点的试验现象描述
• 3.7.1 试验过程及标志性荷载与标志性位移
• 3.7.2 破坏模式
• 3.8 V6 组（Α=120T）抗剪节点的试验现象描述
• 3.8.1 试验过程及标志性荷载与标志性位移
• 3.8.2 破坏模式
• 3.9 V7 组（Α=120C）抗剪节点的试验现象描述
• 3.9.1 试验过程及标志性荷载与标志性位移
• 3.9.2 破坏模式
• 3.10 V8 组（Α=150T）抗剪节点的试验现象描述
• 3.10.1 试验过程及标志性荷载与标志性位移
• 3.10.2 破坏模式
• 3.11 V9 组（Α=150C）抗剪节点的试验现象描述
• 3.11.1 试验过程及标志性荷载与标志性位移
• 3.11.2 破坏模式
• 3.12 V1*（Α=30T）抗剪节点的试验现象描述
• 3.12.1 试验过程及标志性荷载与标志性位移
• 3.12.2 破坏模式
• 3.13 本章小结
• 4 轻型木结构齿板连接节点抗剪试验数据分析
• 4.1 试验数据的分析
• 4.1.1 V0 组（α=0）标准节点的试验数据分析
• 4.1.2 V1 组（α=30T）标准节点的试验数据分析
• 4.1.3 V1*组（α=30T）标准节点的试验数据分析
• 4.1.4 V1 组与V1*组数据的分析与对比
• 4.1.5 V2 组（α=30C）标准节点的试验数据分析
• 4.1.6 V3 组（α=60T）标准节点的试验数据分析
• 4.1.7 V4 组（α=60C）标准节点的试验数据分析
• 4.1.8 V5 组（α=90）标准节点的试验数据分析
• 4.1.9 V6 组（α=120T）标准节点的试验数据分析
• 4.1.10 V7 组（α=120C）标准节点的试验数据分析
• 4.1.11 V8 组（α=150T）标准节点的试验数据分析
• 4.1.12 V9 组（α=150C）标准节点的试验数据分析
• 4.2 齿板连接受剪承载力的确定
• 4.3 齿板连接受剪承载力设计值的确定
• 4.4 试验数据的分析与对比
• 4.4.1 T 系列（齿板连接承受拉—剪作用）数据的分析与对比
• 4.4.2 C 系列（齿板连接承受压—剪作用）数据的分析与对比
• 4.4.3 T 系列与C 系列数据的对比
• 4.5 国产齿板与进口齿板试验数据的分析与对比
• 4.6 本章小结
• 5 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录 作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录