现代竹木结构剪力墙主要连接件的理论分析与试验研究

摘要

木结构剪力墙性能主要由面板钉连接决定，而是否安装墙角锚固构件(hold-down)对墙体破坏的力学形态也有影响，因此本文以采用竹胶合板为覆面板的轻型木结构剪力墙的主要连接件——面板钉连接和hold-down连接性能以及墙体抗侧向性能为主要研究内容，对其进行了理论分析、试验研究和有限元分析。
　　 首先，对面板钉连接进行了理论分析，建立了连接的承载力公式和影响连接性能的各变量的回归分析模型。对采用钢排钉和6d圆射钉为连接件的面板钉连接进行单调和往复加载试验，试验结果表明:荷载方向与骨架材木纹夹角对连接屈服后的强度和刚度下降影响明显;在单向加载试验中，6d圆射钉顺纹连接的承载力和延性较钢排钉好，而滞回性能较钢排钉低;试验结果与理论分析对比显示了承载力公式的准确性和适用性。
　　 其次，简化了hold-down连接的分析模型，认为hold-down连接的承载力即螺栓在骨架材中的顺纹嵌入强度，试验结果也表明该模型的准确性。
　　 再次，建立完全锚固的剪力墙力学模型，墙体的承载力主要由底部边缘钉连接提供。对两类钉连接的墙体进行了单调和往复加载试验，试验结果表明:单调加载试验中，采用6d圆射钉的墙体延性优于钢排钉墙体，而滞回性能两者相似;墙体中部加密布钉对承载力无明显影响，但一定程度上可以提高延性;试验结果与理论分析相比误差不大，验证了承载力公式的准确性。
　　 最后，利用SAP2000建立了剪力墙有限元分析模型，采用多段线塑性连接单元模拟面板钉连接，连接的恢复力模型采用Pivot滞回模型，有限元分析与试验结果对比基本一致。

目录

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摘要

插图索引

附表索引

第1章 绪论

1．1 木结构建筑

1．1．1 世界范围内木结构建筑的发展概况

1．1．2 轻型木结构

1．2 竹结构建筑

1．2．1 传统原竹结构

1．2．2 现代竹结构及其对中国的现实意义

1．3 现代木结构设计理论及其发展

1．3．1 木结构设计理论的发展

1．3．2 对现代竹结构设计理论的借鉴意义

1．4 本论文的研究方法与内容

第2章 竹木结构剪力墙主要连接件研究

2．1 面板钉连接承载能力的理论分析

2．1．1 钉连接件的承载力方程

2．1．2 影响承载力方程的基本变量

2．1．3 承载力方程的概率特性与灵敏度分析

2．2 面板钉连接件试验研究

2．2．2 钉连接件的单向加载试验

2．2．3 钉连接件的往复加载试验

2．3 钉连接件试验结果与理论分析对比

2．3．1 承载力的对比

2．3．2 概率分布情况的对比

2．4 墙角锚固构件的理论分析与试验

2．4．1 墙角锚固构件的理论分析

2．4．2 试件设计

2．4．3 墙角锚固构件的试验研究

2．4．4 试验结果与理论分析对比

2．5 本章小结

第3章 竹木结构剪力墙抗侧向力研究

3．1 概述

3．2 剪力墙的抗侧向力理论分析

3．3 剪力墙抗侧向力试验

3．3．1 试验概况

3．3．2 试验结果与分析

3．4 试验结果与理论分析的对比

3．5 本章小结

第4章 竹木结构剪力墙抗侧向力有限元分析

4．1 木结构墙体有限元研究现状

4．2 剪力墙模型

4．3 钉连接件的恢复力模型

4．3．1 Pivot模型简介

4．3．2 面板钉连接单元

4．4 剪力墙的分析工况

4．5 有限元分析模型与试验结果的对比

4．6 本章小结

结论与展望

参考文献

致谢