木结构螺栓连接的力学性能分析
2021-05-31王笑婷祝恩淳
南京工业大学学报(自然科学版) 2021年3期
王笑婷,牛 爽,祝恩淳
(1.哈尔滨工业大学 土木工程学院,黑龙江 哈尔滨 150090;2. 哈尔滨工业大学 海洋工程学院,山东 威海 264209)
木结构的连接,通常先在工厂预制构件,后在施工现场通过连接件组装后实现。木结构的连接形式多种多样,其中螺栓连接应用较为广泛。螺栓连接的承载力和刚度难以做到与构件等同,具有显著的半刚性特性。螺栓连接的力学性能受众多因素影响,如螺栓的强度、直径,木构件的销槽承压性能、厚度,制作工艺和安装精度等。螺栓连接的承载力可通过欧洲屈服模式[1]计算,该屈服模式已被许多国家的设计标准所采用,例如欧洲规范Eurocode 5[2]、美国规范NDS:2015[3]和我国标准GB 50005—2017[4]。对于螺栓连接的刚度计算问题,我国木结构类技术规范中尚未给出明确的解决方案,国内外规范也缺乏一致的计算方法。Soltis等[5]对花旗松进行了螺栓连接试验,回归得到了连接节点刚度和螺栓直径之间的经验公式,试验结果表明:横纹受力时的连接刚度约为顺纹受力时的1/2。Rahim等[6]分析了螺栓直径、数量、端距和间距,木构件的厚度和密度等因素对钢夹板螺栓连接刚度的影响,并通过回归得到了连接刚度的经验公式。徐德良等[7]对钢夹板群栓连接进行了试验,连接刚度与螺栓列数、每列的螺栓数和螺栓的排布有关。Xu等[8]考虑了螺栓直径、木构件厚度和受力方向3个因素对钢填板螺栓连接的影响,通过回归分析对欧洲规范Eurocode 5中的滑移模量进行了修正。Cao等[9]对顺纹和横纹受力下钢填板螺栓连接的力学性能进行了试验研究,并基于欧洲规范Eurocode 5和Foschi模型提出了荷载-位移曲线的计算模型。……
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