原竹装配式灌浆连接节点静力性能研究

作     者：付飞扬 

作者单位：中南大学 

学位级别：硕士

导师姓名：周期石;李刚

授予年度：2023年

学科分类：08[工学] 081402[工学-结构工程] 0814[工学-土木工程] 

主      题：装配式竹结构 归一化抗压本构 套筒灌浆连接 静力性能 有限元数值模拟 

摘      要：在国家“碳达峰、碳中和背景下,原竹作为一种天然的建筑材料,由于其自重轻、刚重比大及抗拉、抗压性能优越,正被越来越多的应用于各种工程项目中。原竹作为一种天然得建筑材料具有易开裂、差异性大和耐久性不足等特点,严重制约了原竹节点的发展。因此,对原竹节点展开研究,探究一种新型的可靠装配式连接节点对于竹结构的发展具有重要意义。本研究依托于国家重点研发课题原竹结构体系示范及工程应用“2017YFC0703504,设计了一种全新的装配式T型套筒灌浆节点,该节点可实现不同直径和截面形状的原竹竹管在纵向和水平向的连接。同时,通过开展抗弯与抗拉试验,探究了不同影响因素对节点的抗拉承载力的影响。具体研究内容如下:1)材性试验及竹材抗压本构模型研究对节点试件中采用的灌浆料和竹材开展材性试验,得到其基本力学参数。在对原竹抗压试件进行纵向抗压试验的基础上,提出一种适用于不同高度竹材的纵向抗压归一化弹塑性本构模型,并结合试验结果对其进行验证。2)T型装配式原竹灌浆连接平面内抗弯性能研究通过对原竹灌浆连接T型节点在平面内水平荷载作用下的试验研究和有限元分析,研究了该节点在弯曲载荷作用下的破坏模式和抗弯承载力分布规律,探究节点的中部竹管管径、壁厚和竹管管径比及环箍加强措施对其抗弯性能的影响。3)原竹装配式灌浆节点抗拉性能研究开展了原竹装配式灌浆节点在轴向拉力作用下的试验研究,分别研究了竹管抗剪键数量、竹管管径和环箍加强措施对节点破坏模式和抗拉承载力的影响,并采用ABAQUS建立该抗拉节点的有限元分析模型,通过有限元模型分析不同节点的竹管壁厚、抗剪键数量对节点的抗拉承载力的影响,结合受力分析得到节点抗拉承载力的理论表达式,最终提出该抗拉节点的抗拉承载力设计公式。该设计公式与试验结果吻合较好,对于抗拉节点的选材与设计有一定指导作用。图78幅,表14个,参考文献72篇