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大跨度胶合木网格结构的三层杆件节点剪切刚度

【摘要】:图5.6设计计算模型中三层杆件正交处节点图5.7三层构件正交节点主向试验加载示意图由于下层主构件由钢柱限位,试验中产生的2 个主构件的位移差为实际节点发生位移的1/2,因此由节点试验推导得到的节点主向剪切刚度应为4.090kN/mm。2 个试件的次向剪切刚度平均值为9.462kN/mm。

在设计计算模型中,三层杆件正交处连接节点通过200mm×200mm木结构杆件连接起来,在计算软件中设置为两端刚接杆件,如图5.6 所示。通过节点试验可知,实际工程中此节点通过200mm×200mm 木结构杆件连接不能做到理论上两端完全刚接。

根据太原植物园温室结构第二阶段节点试验研究报告第2 章三层杆件正交节点主向剪切试验中所述,设计思路制作试验节点,如图5.7 所示。上下两层为主构件,下层主构件通过钢柱限位,中间由次构件连接。节点连接件包含1 根销轴和4 根斜向打入木材的自攻螺钉。其中,销轴主要抵抗主次构件的剪切作用,自攻螺钉在辅助抵抗主次构件的剪切作用的同时,抵抗主次构件的相互脱离。

在结构计算软件SAP 中建立节点模型,三层杆件正交节点刚度模型示意见图3.12。在模型中用一根连系杆件连接主构件,实现模型效果。将试验所得的试验数据代入模型,得到连系杆端部节点处的弹簧剪切刚度,4 个试件的节点剪切刚度平均值为2.045kN/mm。

图5.6 设计计算模型中三层杆件正交处节点

图5.7 三层构件正交节点主向试验加载示意图(www.chuimin.cn)

由于下层主构件由钢柱限位,试验中产生的2 个主构件的位移差为实际节点发生位移的1/2,因此由节点试验推导得到的节点主向剪切刚度应为4.090kN/mm。

根据太原植物园温室结构第二阶段节点试验研究报告第3 章三层杆件正交节点次向剪切试验中所述,设计思路制作试验节点,如图5.8 所示,通过位移计测量得到主次构件剪切方向错动的距离,从而得到此节点次向剪切刚度。2 个试件的次向剪切刚度平均值为9.462kN/mm。

在模型中,以弹性连接的形式模拟主次构件之间的剪切刚度,以图5.9 中No.1967 和No.5668 为例,在两点之间添加2 个弹性连接。绕X、Y、Z 轴转动方向刚度设置为固定,单元局部坐标系X 轴方向的刚度为固定,主要方向和次要方向的刚度分别设置为4.090kN/mm 和9.462kN/mm。节点No.1969和No.5668 之间的2 个弹性连接设置参数同上。

图5.8 三层杆件正交节点次向试验加载示意图