钢填板胶合竹螺栓节点受力性能试验研究

发布时间：2020-12-21 09:27

　　现代竹木结构作为绿色建筑的重要一环,在中国可持续发展的过程中具有重要意义,而其连接节点又是整个结构的设计关键。钢填板螺栓连接具有安装方便、传力可靠、对材料外观影响小等优点,在竹木结构连接中广泛应用。胶合竹是一种新兴的工程竹材料,以毛竹开条加压胶合而成,密度小而强度大,目前对其承载性能的研究仍较为欠缺。因此本文以胶合竹为材料,重点研究其钢填板螺栓连接的承载性能,分别进行了试验材料的物理、力学性能测定以及横、顺纹承载下的销槽承压性能与单、多螺栓连接承载性能的试验与理论分析,并对顺纹承载螺栓连接节点进行了有限元模拟。最后总结了钢填板胶合竹螺栓节点的设计方法与构造要求。主要研究成果如下:（1）确定了胶合竹材料的基本物理、力学性能,指出其轻质、高强的材料特性。（2）结合欧美规范中的销槽承压强度试验方法,测定了胶合竹的销槽承压强度,分析了仅有的一种顺纹破坏形态与两种横纹破坏形态,并发现试件各向尺寸（承压区高度、宽度、厚度）、螺栓直径、承压方向等因素对结果均有一定影响,提出了建议的试验试件标准。现有的木竹材料销槽承压强度的理论计算公式均不适用于胶合竹材料的计算,因此根据试验结果推导出其理论计算公式。... 

【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：109 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 研究背景
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 螺栓连接形式
        1.3.2 螺栓的破坏模式
        1.3.3 螺栓连接的计算方法
    1.4 本文研究内容
第二章 胶合竹钢填板螺栓连接节点的材料性能
    2.1 引言
    2.2 胶合竹材料特性
        2.2.1 生产工艺
        2.2.2 物理性能
        2.2.3 力学性能
    2.3 螺栓抗弯屈服性能
        2.3.1 试验材料
        2.3.2 试验方法
        2.3.3 试验结果
    2.4 本章小结
第三章 胶合竹销槽承压性能试验
    3.1 引言
    3.2 材料与方法
        3.2.1 试验材料
        3.2.2 试验方法
        3.2.3 试验设计
    3.3 结果与分析
        3.3.1 破坏形态分析
        3.3.2 试件尺寸的影响
        3.3.3 螺栓直径的影响
        3.3.4 承压方向的影响
        3.3.5 现有计算方法适用性研究
        3.3.6 胶合竹销槽承压性能计算公式建立
    3.4 本章小结
第四章 胶合竹钢填板单螺栓连接节点受力性能试验
    4.1 引言
    4.2 材料与方法
        4.2.1 试验材料
        4.2.2 试验方法
        4.2.3 试验设计
    4.3 结果与分析
        4.3.1 破坏形态与荷载-位移曲线
        4.3.2 端距（边距）的影响
        4.3.3 螺栓直径的影响
        4.3.4 构件厚度的影响
        4.3.5 厚径比的影响
        4.3.6 荷载-位移曲线参数模拟
    4.4 单螺栓承载能力计算公式建立
        4.4.1 现有计算方法适用性研究
        4.4.2 顺纹承载单螺栓连接承载力计算公式
        4.4.3 横纹承载单螺栓连接承载力计算公式
    4.5 本章小结
第五章 胶合竹钢填板多螺栓连接节点受力性能试验
    5.1 引言
    5.2 材料与方法
        5.2.1 试验材料
        5.2.2 试验方法
        5.2.3 试验设计
    5.3 结果与分析
        5.3.1 破坏形态分析
        5.3.2 行、列间距的影响
        5.3.3 荷载-位移曲线的参数化模拟
    5.4 多螺栓承载能力计算公式构建
        5.4.1 有效螺栓数分析
        5.4.2 理论计算公式构建
    5.5 本章小结
第六章 顺纹螺栓连接节点有限元分析
    6.1 引言
    6.2 竹材本构关系模型
        6.2.1 本构方程
        6.2.2 屈服准则
        6.2.3 损伤发展
        6.2.4 单元刚度矩阵折减
    6.3 ABAQUS有限元建模
        6.3.1 胶合竹材料性质
        6.3.2 网格划分
        6.3.3 参数设置
    6.4 单螺栓结果分析
        6.4.1 破坏形态
        6.4.2 螺栓孔应力分布
        6.4.3 荷载-位移曲线
    6.5 多螺栓结果分析
        6.5.1 截面应力分布
        6.5.2 荷载-位移曲线
    6.6 本章小结
第七章 胶合竹钢填板螺栓连接节点设计建议
    7.1 引言
    7.2 构造要求
    7.3 计算方法
    7.4 本章小结
第八章 结论与展望
    8.1 本文结论
        8.1.1 胶合竹销槽承压性能试验得出的结论
        8.1.2 胶合竹钢填板单螺栓连接承载性能试验得出的结论
        8.1.3 胶合竹钢填板多螺栓连接承载性能试验得出的结论
        8.1.4 顺纹螺栓连接节点有限元模拟得出的结论
    8.2 课题展望
参考文献
致谢
附录 胶合竹销槽承压试验破坏形态与荷载-位移曲线图


【参考文献】：
期刊论文
[1]我国建筑行业温室气体减排机会分析[J]. 张建国,杨宏伟.  中国能源. 2018(02)
[2]全国各省(区、市)大径竹及其中毛竹产量完成情况分析[J]. 吕永来.  中国林业产业. 2015(04)
[3]现代竹结构中重组竹销的槽承压强度[J]. 李霞镇,钟永,任海青.  林业科学. 2013(03)
[4]全球气候变化与中国绿色发展[J]. 胡鞍钢.  中共中央党校学报. 2010(02)
[5]木材-钢夹板螺栓连接的承载能力试验研究[J]. 徐德良,刘伟庆,倪庚东.  江苏建筑. 2009(03)
[6]木材-钢填板螺栓连接的承载能力试验研究[J]. 翁晓红,刘伟庆,杨会峰,徐德良.  江苏建筑. 2008(04)
[7]木结构金属连接件连接性能的研究现状[J]. 陈恩灵,费本华.  木材工业. 2008(03)
[8]现代木结构建筑及其在中国的发展前景初探[J]. 刘雁,张建新,周宝国,环志中.  江苏建筑. 2005(03)

博士论文
[1]重组竹螺栓连接节点承载性能研究[D]. 李霞镇.中国林业科学研究院 2013
[2]中国2020年碳排放强度目标的情景分析[D]. 刘小敏.中国社会科学院研究生院 2011

硕士论文
[1]胶合竹高温下基本性能试验研究[D]. 夏秋羚.东南大学 2017
[2]重组竹结构钢夹板螺栓节点抗火性能试验研究[D]. 王飞.东南大学 2016
[3]木结构螺栓连接承载性能研究[D]. 周晓强.哈尔滨工业大学 2014
[4]湿度变化对木结构钢填板螺栓连接节点性能的影响[D]. 王梦杰.哈尔滨工业大学 2013
[5]胶合竹建筑设计初探[D]. 熊丹.华中科技大学 2011
[6]胶合竹材力学性能及螺栓连接件性能的研究与应用[D]. 杨瑞珍.湖南大学 2009



本文编号：2929596