【2017年整理】旋切板胶合木梁柱点受力性能研究.doc

旋切板胶合木梁柱节点受力性能研究 1 引言 木结构中节点的设计至关重要，它与建筑的安全性、可靠性和稳定性息息相关。尽管目前国内外关于梁柱式木结构体系节点方面的试验研究开展较多，且也得出了丰富的结论，但是对于由旋切板胶合木组成的梁柱节点的受力性能的研究还涉及较少。 本章通过对杨木LVL梁柱植筋节点及螺栓—钢填板节点试件进行单向加载试验及低周反复加载试验，得出节点强度、滞回曲线等试验结果，并通过分析试验结果，对不同连接形式下的LVL梁柱节点的强度、刚度、退化率和能量耗散等方面展开研究，为今后旋切板胶合木这一工程木材广泛用于木结构建筑提供理论依据。 2 梁柱节点受力试验 2.1 试件设计 节点试验参照《木结构设计规范》(GB50005-2003)、《木结构设计手册》(第三版)及相关国内外标准进行试件设计。柱截面尺寸为150mm×150mm，梁截面尺寸为75mm×150mm。本次共设计三组试件，包括一种植筋节点形式和两种螺栓—钢填板节点形式。 3.2.1.1 植筋节点设计 在梁柱植筋连接节点当中，植入的钢筋属于侧向受力，侧向受力钢筋的最小间距如图3.1所示，图示间距a1最小值为2d，a2最小值为2d，d指植入钢筋的直径。 图3.1 侧向受力钢筋的最小间距 植筋通常采用螺纹钢筋以改善粘结，直径通常为12~24mm，本次试验采用直径为12mm的HRB335钢筋，有关学者对于植筋的试验结果表明，当植入长度较短时，拔出的破坏模式是脆性的，为避免这种破坏模式，大部分学者认为植筋15d深度可避免拔出破坏，故结合此次试验中的有关数据，植筋深度取为200mm； 梁柱植筋节点试件(J1试件)示意图如下： 图3.2 J1试件立面图 图3.3 J1试件梁截面图 3.2.1.2 螺栓钢填板节点设计 螺栓连接时，节点中螺栓两纵行齐列时间距示意图如下： 图3.4 螺栓两纵行齐列间距示意图 所用螺栓直径为8mm，根据《木结构设计手册》(第三版)的相关规定，顺纹端距S0最小为螺栓直径的7倍(56mm)，横纹边距S3最小取螺栓直径的1.5倍(12mm)，横纹中距S2最小取螺栓直径的3.5倍(24.5mm)，顺纹中距S1最小取螺栓直径的7倍(56mm)，结合此次试验选用的梁柱尺寸，两种螺栓连接节点示意图如下： 图3.5 J2试件立面图 图3.6 J2试件钢填板轴测图 图3.7 J3试件立面图 图3.8 J3试件钢填板轴测图 2.2试件制备 2.2.1 植筋节点 旋切板胶合木梁柱植筋节点构件制备的工艺流程主要是：施工准备→测量放线→成孔→清孔→拉结筋清理→梁柱植筋→成品养护。 (1)梁柱孔洞定位：梁柱孔洞的定位先根据设计节点的孔径位置，画出详细的梁柱节点开洞施工图，根据施工图要求在梁柱节点相应部位用铅笔画出孔洞中心位置 (2)梁柱取孔：在柱上取孔时，先用台式钻床在柱上取10mm深孔洞(如图3.9~3.10)，再用麻花钻钻取；梁上取孔直接用麻花钻钻取(如图3.11~3.12)。钻孔时确保孔径尺寸与孔深尺寸力求精确。 图3.9 台式钻床 图3.10 柱取孔 图3.11 梁取孔 图3.12 梁取孔完成 (3)清孔：此工序是植筋步骤的关键工序，在气枪或者专用吸尘器将孔内的灰尘吸出后，用钢丝刷继续清孔，然后重复第一步骤，清至无粉尘逸出为止，为保障旋切板胶合木孔壁与植筋胶之间的粘结力，孔内必须清扫干净。 (4)注胶：将装有植筋胶的胶桶置于植筋胶枪中，由孔的底部向外均匀注入植筋胶，注胶的同时匀速向外移动注射枪。该工序的关键是应从孔底开始注胶，且胶内应确保无气泡。先在梁上注胶(如图3.13)，然后在柱中注胶，最后组装节点(如图3.14)。 图3.13 梁内注胶植筋 图3.14 植筋节点试件图 2.2.2 螺栓钢填板节点 旋切板胶合木梁柱钢填板节点试件的制备工艺流程为：施工准备→测量放线→钻孔→清孔→梁开槽→钢板焊接→将钢填板、螺栓、木构件组装成试验构件。 梁柱孔洞定位过程及钻孔清孔过程均同植筋节点，开槽过程由小型切割机完成，试件加工及装配过程见图3.15~3.19。 图3.15 梁成孔 图3.16 小型切割机 图3.17 梁开槽 图3.18 钢填板焊接 图3.19 节点组装 2.3 试验仪器 本次试验加载仪器主要为25t的电液伺服作动器，水平力加载仪器为手持式液压