近日,销栓连接木-混凝土组合梁柱节点转动性能研究在我中心完成阶段试验,项目来源于现代木结构研究团队杨会峰教授主持的国家自然科学基金面上项目《木-混凝土组合框架结构的楼板组合作用机理与设计方法研究》(52478179)。
1、试验背景及意义
将钢筋混凝土结构与木结构相结合形成木-混凝土组合结构,能在保留木结构绿色低碳属性的同时,发挥混凝土结构刚度大、承载力高、造价低的优势,以此达到提升结构性能与降低成本的目的,对突破我国现代木结构的资源约束与性能局限瓶颈具有重要作用。其中,木-混凝土组合框架结构是将钢筋混凝土板引入木框架中,通过发挥混凝土板的性能优势,能够有效解决纯木楼盖在刚度、防火、隔声、振动等方面的不足,在国内多项木结构建筑中已得到应用。
然而,相关研究表明,混凝土楼板的引入对木结构梁柱节点的转动性能与耗能能力具有显著的影响,且在传统销栓连接节点中尤为明显,若在设计中忽略楼板与节点间相互作用易导致错估节点受力性能,从而引起结构整体性能评估的偏差,一定程度上不利于结构的设计安全。为明确此种组合节点的受力机制,本试验将节点中各关键受力部位进行拆解并分别开展拟静力试验,基于部件的滞回特性反演整体节点受力性能,从而厘清节点各部位的受力参与机制及损伤失效发展顺序,为木-混凝土组合节点的进一步设计应用奠定基础。
2、试验工作简介
试验将木-混凝土组合节点中复杂的受力作用进行拆解,针对其中的板-柱横纹承压、钢填板-木梁相对转动、钢填板-木柱相对转动三个关键受力部位分别开展拟静力试验研究。具体试验内容包括:
1)板-柱横纹承压试验:以木柱截面尺寸与承压面尺寸为主要控制参数,监测木柱横纹方向的应变、承压位移及反力,观察木材屈服、致密强化及局部剪切等行为。
2)钢填板-木梁相对转动试验:考虑螺栓布置形式的影响,设计了2×2与3×2两种布置方案,量测参数包括梁端位移与反力、连接部位转角、木梁与螺栓应变等,重点观察螺栓屈服及销槽承压破坏等现象。
3)钢填板-木柱相对转动试验:以拉结螺栓布置和填板厚度为变量,记录加载位移与反力、连接转角、填板与螺栓应变以及木柱横纹应变等,关注木柱横纹承压变形、钢填板弯曲屈服和拉结螺栓受拉屈服等行为。
3、研究团队简介
南京工业大学现代木结构团队在木结构技术领域聚焦结构用材料加工处理、新型构件研发、高性能装配式连接技术、结构抗震防灾技术以及木结构新体系开发等,开展了大量科学研究。主编参编了以《木结构通用规范》、《多高层木结构建筑技术标准》为代表的国家标准、行业标准、地方标准等30余部。南京工业大学现代木结构团队获得了江苏省土木建筑学会科学技术奖一等奖、教育部科技进步奖二等奖和华夏建设科学技术奖一等奖和二等奖等奖项。
目前团队有教授、副教授10余位,还有一批讲师、博士后和博硕士研究生,涵盖结构工程、木材科学、建筑设计与防灾减灾等多个方向,通过技术咨询、联合研发与标准制定等多种形式积极服务行业企业,着力于传统木结构、高层和大跨木结构的创造性转化和创新性发展,推动木结构产业链协同创新。

供稿:陶昊天、张雨薇 审核:张涛、方海、杨会峰