现代竹木结构螺栓连接节点理论分析及试验研究

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1、学校代号10532学号S12011183分类号TU366.3密级公开硕士学位论文现代竹木结构螺栓连接节点理论分析及试验研究学位申请人姓名冯立培养单位土木工程学院导师姓名及职称肖岩教授学科专业土木工程研究方向现代竹结构螺栓节点论文提交日期2015年5月16日学校代号：10532学号：S12011183密级：公开湖南大学硕士学位论文现代竹木结构螺栓连接节点理论分析及试验研究学位申请人姓名：冯立导师姓名及职称：肖岩教授培养单位：土木工程学院专业名称：土木工程论文提交日期：2015年5月16日论文答辩日期：2015年5月19日答辩委员会主席：李正农教授Boltconnectionofmodernb

2、amboo-woodstructurestheoreticalanalysisandexperimentalstudybyFENGLiB.E.(HunanUniversity)2012AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringinCivilEngineeringintheGraduateSchoolofHunanUniversitySupervisorProfessorXIAOYanMay,2015湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是

3、本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：你ｉ曰期方（件贫月灰曰学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅＾心将本学位论文的全部或部分内容编入有关。本人授权湖南大学可レ、数据库进行检索，可ッ采用影印缩印或扫描等复制手段保存和汇编本

4、学位论文。本学位论文属于１．保密□，在年解密后适用本授权书。２．不保密＂＂（请在Ｗ上相应方框内打Ｖ）ｔ月心＇＾作者签名：２＾１曰期：扣片年曰■导师签名：曰期；２ｃＳ年＾月曰ｌＩＩ现代竹木结构螺栓连接节点理论分析及试验研究摘要节点连接性能是现代竹木结构中决定性环节之一；而螺栓连接节点又是现代竹木结构中最重要的连接方式之一。本文首先分析螺栓连接原理和木结构设计规范中的螺栓节点，然后建立现代竹结构螺栓连接抗剪承载力公式并用试验数据验证，最后对梁柱框架螺栓连接节点的抗侧力进行理论分析、试验研究以及有限元分析。单螺杆节点理论分析是建立多螺杆节点抗剪承载力计算公式的基

5、础。本文根据单螺杆常见的延性破坏模式，分别从弹性、塑性以及弹塑性的角度对单螺杆节点的抗剪承载力予以分析，并指出每一种方法的优缺点。对于多螺栓连接节点，采用弹性力学的方法证明节点内每个螺杆承担的荷载不均，然后给出多螺栓节点的承载力计算方法。现代竹结构螺栓节点与现代木结构螺栓节点的最大区别在于其构件材性不同，故现代竹结构的研究可参考木结构设计规范。本文详细分析了现行的中国GB规范、美国NDS规范以及欧盟Eurocode5规范中木结构螺栓连接抗剪承载力计算公式的来源，并对计算公式中关键的材性参数予以分析对比。其后分别介绍中、美、欧现行木结构设计规范对螺栓节点的构造要求。现代竹结构螺栓节点设计主要

6、涉及螺栓节点的抗剪承载力计算及其构造要求。本文选取Johansen屈服理论作为基础，参考美国NDS规范、欧盟Eurocode5规范，给出现代竹结构螺栓连接节点抗剪承载力计算公式，并引用相关试验数据验证其正确性。对于现代竹结构螺栓节点的合理构造，在没有足够试验数据的情况下，建议参考现行木结构设计规范要求。从现代竹结构工程中选取具有代表性的4榀梁柱螺栓节点框架，进行单调及往复的抗侧力试验研究，给出了梁柱框架的荷载-位移曲线、荷载-转角曲线以及节点中螺杆的弯曲形态。其后对梁柱框架单调加载试验进行承载力分析及荷载位移曲线模拟；对梁柱框架往复加载试验分别从耗能能力，试件强度、刚度，延性等方面予以分析

7、。选择合适的单元类型及材性参数，采用ANSYS建立Glubam梁柱框架模型，根据试验条件对框架模型施加相应的约束和荷载，得到梁柱框架的弹性阶段的内力分布。有限元分析结果与试验结果大致吻合。关键词：现代竹木结构；螺栓节点；理论分析；规范；梁柱框架；拟静力试验；有限元II硕士学位论文AbstractConnectionisoneofthecriticalcomponentsinmodernbamboo-woodstructu