木结构螺栓连接的力学性能分析

摘要

木结构中螺栓连接具有半刚性特性,连接性能对结构的力学性能影响显著.为解决螺栓连接初始刚度的计算问题,本文基于弹性地基梁理论推导出连接刚度的计算方法.弹性地基梁理论中的地基模量对应于木材的销槽承压刚度,本文对樟子松和东北落叶松销槽承压试验结果进行回归分析,通过全干相对密度和销直径两个变量,提出顺纹和横纹受力下的销槽承压刚度经验公式.结果表明:螺栓连接试验所得初始刚度与计算值吻合良好,验证了弹性地基梁理论刚度计算方法的正确性和适用性.试验结果表明承载能力极限状态下的螺栓连接刚度约为初始刚度的2/3,与欧洲规范Eurocode 5的相关规定相符.本文提出的螺栓连接荷载-位移曲线数学模型可为整体结构的抗侧性能分析提供依据.