【摘要】：金屬件連接技術(shù)指采用金屬板沖壓或焊接成特定形式的金屬連接件和螺栓、鋼銷將木構(gòu)件連接起來,金屬件梁柱連接節(jié)點(diǎn)主要承受豎向荷載和水平荷載,抵抗彎矩作用。經(jīng)過合理設(shè)計,木結(jié)構(gòu)中金屬件連接節(jié)點(diǎn)的承載力、剛度、延性和耗能等可以達(dá)到較高水平,能夠滿足結(jié)構(gòu)安全可靠的要求。本研究分析確定了興安落葉松木材銷槽承壓強(qiáng)度值和金屬件連接技術(shù)中螺栓、鋼銷抗彎屈服強(qiáng)度值。在考慮緊固件直徑、個數(shù)和位置等因素的基礎(chǔ)上設(shè)計3種U型金屬連接件—U3Z12、U3F12和U7F10,安裝到膠合木梁柱構(gòu)件中,對其節(jié)點(diǎn)承載性能進(jìn)行足尺試樣測試研究,得到3種U型金屬件連接節(jié)點(diǎn)的屈服荷載和最大荷載等指標(biāo),系統(tǒng)評價連接節(jié)點(diǎn)的剛度、延性和耗能能力等性能;通過受力分析得到金屬件梁柱連接節(jié)點(diǎn)承載力設(shè)計值的計算公式,分別驗算節(jié)點(diǎn)承載力的設(shè)計值和短期容許荷載,為金屬件連接技術(shù)在現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)中應(yīng)用提供可靠的理論依據(jù)。本論文的主要研究結(jié)果如下:1、5%偏移法能夠反映緊固件直徑對木材銷槽承壓強(qiáng)度的影響,作為銷槽承壓荷載的判定方法較為合理。將參照美國ASTM(D5764-97a)標(biāo)準(zhǔn)測定的興安落葉松的銷槽承壓強(qiáng)度試驗結(jié)果與依據(jù)美國木結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范NDS理論公式的計算結(jié)果進(jìn)行比較,兩者較為接近,誤差范圍在-2.02%到10.44%之間。2、螺栓和鋼銷在三點(diǎn)彎曲加載試驗中,5%偏移法判定得到的抗彎屈服荷載、抗彎屈服彎矩和抗彎屈服度均高于切線相交法判定得到的結(jié)果。5%直徑偏移方法得到螺栓抗彎屈服強(qiáng)度的平均值高于后者6.11%。3、在循環(huán)荷載作用下,本研究中3種U型金屬件梁柱連接節(jié)點(diǎn)的剛度退化較為明顯,總體呈下降趨勢;該類型的金屬件連接節(jié)點(diǎn)具有較好的延性和較高的耗能能力。4、采用連接節(jié)點(diǎn)的屈服荷載和2/3最大荷載計算比較得到金屬件梁柱連接節(jié)點(diǎn)的短期容許荷載,當(dāng)膠合木梁柱構(gòu)件的等級分別為TCT30和TCT27,構(gòu)件截面尺寸分別為120mm×240mm和120mm×120mm時金屬連接件U3Z12、U3F12和U7F10的梁柱連接節(jié)點(diǎn)短期容許荷載分別為41.72kN、39.94kN和32.76kN。5、本研究設(shè)計的3種U型帶梁托板的金屬連接件的梁柱連接節(jié)點(diǎn)承載強(qiáng)度遠(yuǎn)顯著高于不帶梁托板的金屬件梁柱連接節(jié)點(diǎn)。通過足尺試驗計算比較得到3種U型金屬連接件梁柱連接節(jié)點(diǎn)的短期容許荷載均高于受力分析和參照《膠合木結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》GB/T50708-2012計算得到的節(jié)點(diǎn)承載力設(shè)計值,表明帶梁托板的金屬連接件結(jié)構(gòu)設(shè)計合理,該類型金屬連接件用于落葉松膠合木梁柱構(gòu)件連接具有較高的安全可靠度。
[Abstract]:Metal joint technology refers to the metal plate stamping or welding into a specific form of metal connectors and bolts. The steel pin connects the wood members. The metal Liang Zhu joints mainly bear vertical and horizontal loads to resist bending moment. After reasonable design, the bearing capacity, stiffness, ductility and energy dissipation of metal joint in wood structure can reach a higher level, which can meet the requirements of structural safety and reliability. In this study, the compressive strength of wood pin slot of Larix gmelini and the bending yield strength of bolt and steel pin in metal joint technology were determined. Three kinds of U-type metal connectors U3Z12U3F12 and U7F10 are designed on the basis of considering the diameter, number and position of fasteners. The yield load and maximum load of three kinds of U-type metal joint are obtained, and the stiffness, ductility and energy dissipation capacity of the joint are systematically evaluated. The design formula of bearing capacity of metal Liang Zhu connection joint is obtained by force analysis, and the design value of joint bearing capacity and short-term allowable load are checked respectively, which provides a reliable theoretical basis for the application of metal piece connection technology in modern wood structure. The main results of this paper are as follows: 1% 1% offset method can reflect the influence of fastener diameter on the compressive strength of wood pin groove, and it is more reasonable to judge the bearing load of pin groove. The test results of pin trough bearing strength of larch determined by ASTM (D5764-97a) standard are compared with those calculated according to the NDS theoretical formula of American timber structure design code. The two results are close to each other. The error ranges from -2.02% to 10.44%. The bending yield load of bolt and steel pin is determined by 5% deviation method in three-point bending test. The bending yield moment and bending yield degree are higher than the results determined by tangential intersection method. The mean value of bending yield strength obtained by the method of 5% diameter deviation is higher than that of the latter by 6.11. 3. Under cyclic load, the bending yield strength of bolt is higher than that of the latter. In this study, the stiffness degradation of Liang Zhu joints of three kinds of U-type metal parts is obvious, and the overall trend is decreasing. This type of metal joint has better ductility and higher energy dissipation capacity. By using yield load and maximum load of 2 / 3, the short-term allowable load of metal Liang Zhu joint is obtained. When the grade of Liang Zhu members of glued wood is TCT30 and TCT27, and the section sizes of components are 120mm 脳 240mm and 120mm 脳 120mm, respectively, the short-term allowable loads of Liang Zhu joints of metal connectors U3Z12 / U3F12 and U7F10 are 41.72kN 39.94kN and 32.76kN.5respectively. The load-bearing strength of the Liang Zhu connection joint of the metal joint of the plate is much higher than that of the metal part Liang Zhu connection joint without the beam bracket. Through full-scale test calculation, the short-term allowable loads of Liang Zhu joints of three kinds of U-type metal connectors are all higher than the design values of bearing capacity of joints calculated with reference to "Technical Specification for glued Wood structures" and "Technical Specification for glued Wood structures" (GB/T50708-2012). The results show that the structural design of metal connections with beam supports is reasonable, and the safety reliability of the metal connectors used in Liang Zhu connections of Larix gmelinii glued wood is relatively high.
【學(xué)位授予單位】：中國林業(yè)科學(xué)研究院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TU366.3

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本文編號：2196326