木网壳内置钢板螺栓连接节点受力性能研究

《木网壳内置钢板螺栓连接节点受力性能研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、硕士学位论文木网壳内置钢板螺栓连接节点受力性能研究MECHANICALBEHAVIOROFBOLTEDJOINTWITHSLOTTED-INSTEELPLATEINRETICULATEDTIMBERSHELLS罗二虎哈尔滨工业大学2015年12月国内图书分类号：TU366学校代码：10213国际图书分类号：624密级：公开工学硕士学位论文木网壳内置钢板螺栓连接节点受力性能研究硕士研究生：罗二虎导师：周华樟讲师申请学位：工学硕士学科：结构工程所在单位：土木工程学院答辩日期：2015年12月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIn

2、dex:TU366U.D.C:624DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringMECHANICALBEHAVIOROFBOLTEDJOINTWITHSLOTTED-INSTEELPLATEINRETICULATEDTIMBERSHELLSCandidate：LuoErhuSupervisor：Lecturer.ZhouHuazhangAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：StructuralEngineeringAffili

3、ation：SchoolofCivilEngineeringDateofDefence：December,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要节点作为网壳结构受力的关键所在，设计者必须对其受力性能有全面深入的了解。木材-钢填板螺栓连接是木网壳结构中常用的节点形式，目前国内对该类型节点缺乏全面清晰的认识，因此对木材-钢填板螺栓连接节点受力性能进行研究有重要意义。本文分别采用理想弹塑性假设和理想刚塑性假设对木材-钢填板单个螺

4、栓连接承载力计算公式进行了推导，对比分析了两种假设所得结果的异同，发现二者在销槽承压破坏和两个塑性铰破坏时的计算公式均相同，仅一个塑性铰破坏的计算公式有常数上的细微差别。文章以理想弹塑性假设计算公式为基础，计算了两种木材-钢填板螺栓连接节点模型的抗弯承载力，并对两个节点进行了试验研究，得到了两者的荷载位移曲线和弯矩转角曲线，与理论计算吻合。经过对试件破坏模式对比分析研究，总结了破坏规律，重新优化设计了节点形式，提出了设置对称钢托、改圆形螺栓孔为椭圆形、同时增加边距、端距、间距以避免木材横纹拉裂和顺纹剪切破坏的建议。木材的本构关系非常复杂，

5、本文对其进行了简化，假设其为横观各向同性理想弹塑性材料，并针对不同区域建立了不同的木材本构模型（螺栓区域木材本构模型进行弹性模量折减），用该材料模型模拟了文献中多荷载工况下木材-钢夹板螺栓连接节点试验，模拟结果和试验结果吻合较好，验证了木材本构模型的正确性。文章在此本构模型基础上建立了前述两种试件的有限元模型，通过有限元分析，得到了两种节点的荷载位移曲线，并与试验数据进行了对比。选择了合理的多组参数进行节点的参数分析，研究了螺栓数目、螺栓直径、钢填板厚度、轴力大小对节点抗弯承载力和抗弯刚度的影响。最后对两种节点滞回性能进行了有限元分析，得

6、到了节点的滞回曲线，根据其滞回曲线计算得到了节点的骨架曲线、刚度退化曲线、耗能系数曲线，评价了二者的滞回性能。本文通过理论计算、试验和数值模拟对钢填板螺栓连接节点进行了研究，优化了节点形式，进行了参数分析，讨论了多个参数对节点抗弯刚度、抗弯承载力的力学性能指标的影响，供工程参考。关键词木材-钢填板螺栓连接；节点；钢填板；木材本构模型；有限元I哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractTheoneofkeypointstobuildtimberlatticedshellistodesignwoodconnections.Designer

7、smustcomprehesivelyunderstandthemechanicalbehaviorofthejoints.Boltedconnectionwithslotted-insteelplateiscommonlyusedintimberlatticedshell.However,itisinsufficientcomprehensivelyandclearlyunderstandthisjointsinChina.Therefore,itisofgreatsignificancetostudythemechanicalbeha

8、viorofthejoints.Inthispaper,thecalculationformulaforbearingcapacityofsingle-boltedconnectionswit