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Influence of Different Connection Types on Mechanical Behavior of Girder Trusses

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Journal of Bioresources and Bioproducts 2019年第2期4卷 89-98页

作者： zeli que Tongyu HOU Yifan GAO Qicheng TENG Qiuyun CHEN Changju WANG Cheng CHANG Department of Wooden Structure Construction Engineering Nanjing Forestry UniversityNanjing 210037China

The static test of two single light wood trusses and two girder trusses were carried out to explore theperformance enhancement effect of girder trusses and the influence of different connection types on the mechanicalbehavior, which was studied through the comparison of the test results of four trusses. It is found that the girder trussescan show better load-carrying capacity and anti-deforming ability compared with which simply increases the cross-sectionsize of the members. Because of the advantage of the connection materials and the non-fastening connection mechanism,the wood pin-connected truss has more ultimate bearing capacity which is 2.6 times of single truss, and better deformationresistance which is only 66.2% of the nailed one’s creep value.

关键词： girder truss multiple combination connection node design static load test wood pin

圆钢钉和自攻螺钉钉入角度对规格材握钉力性能的影响

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林业科学 2020年第1期56卷 154-161页

作者：滕启城王菲彬阙泽利曾楠南京林业大学材料科学与工程学院南京210037 南京林业大学风景园林学院南京210037 保国寺古建筑博物馆宁波315033

【目的】基于规格材上不同角度钉入圆钢钉和自攻螺钉的握钉力性能测试,研究不同钉入角度、木材密度和木材径、弦向对握钉力性能的影响,为木结构钉连接设计提供更完善的科学依据。【方法】以落叶松和白云杉规格材为研究对象,参考握钉力... 详细信息

【目的】基于规格材上不同角度钉入圆钢钉和自攻螺钉的握钉力性能测试,研究不同钉入角度、木材密度和木材径、弦向对握钉力性能的影响,为木结构钉连接设计提供更完善的科学依据。【方法】以落叶松和白云杉规格材为研究对象,参考握钉力性能试验国家标准,选取国产直径2. 5 mm的圆钢钉和直径4. 0 mm的自攻螺钉,长度均为50 mm,在满足国标最小钉边距、端距和间距的要求下,与木纤维分别成90°(横纹)、60°、45°和0°(顺纹)钉入规格材,在自主设计的多角度握钉力试验夹持装置上以3 mm·min-1恒定速度拔出并得到破坏荷载,比较分析不同条件下的握钉力。【结果】1)随着钉入角度减小,钉拔出时的荷载-位移曲线峰愈加尖锐,自攻螺钉握钉力大于白圆钢钉,密度较大的落叶松的握钉力大于白云杉,且对自攻螺钉的握钉力刚度明显大于白云杉,但相同角度条件下拔出时的荷载-位移曲线特征基本相似;2) 90°钉入时圆钢钉和自攻螺钉的握钉力均大于0°,但从90°到0°圆钢钉的握钉力先增大后减小,而自攻螺钉则相反;3)白云杉径面自攻螺钉的握钉力大于弦面,其圆钢钉的握钉力没有规律,落叶松径面圆钢钉的握钉力小于弦面,其自攻螺钉的握钉力没有规律。【结论】钉与木纤维之间的角度对规格材握钉力具有显著影响,随着角度减小,规格材对自攻螺钉的握钉力先降低后增大,而对圆钢钉的握钉力则相反。规格材径面和弦面的握钉力没有确定关系,在木结构握钉力设计值计算时无需考虑年轮角度参数。欧洲木结构设计规范(BS EN 1995-1-1:2004)推荐的计算公式为螺钉握钉力随着钉入角度减小而减小,测试结果证明该公式在0°时握钉力估算过于保守。端面钉入的自攻螺钉被拔出时,荷载-位移曲线和破坏特征均表明其为明显的脆性破坏,在实际工程中木构件端面上使用自攻螺钉连接需要有效的增强措施和强度验算。

关键词：钉入角度自攻螺钉握钉力圆钢钉木材

斜螺钉2种角度不同组合形式对钢板-正交胶合木剪切性能的影响

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林业科学 2022年第3期58卷 159-166页

作者：陈志渊王硕王昕萌张柳柳周斌黄慧阙泽利南京林业大学材料科学与工程学院南京210037 江西省林业科学院林产工业研究所南昌330032

【目的】制作一种采用自攻螺钉连接的钢板-正交胶合木节点,探究螺钉不同钉入角度不同组合形式对节点力学性能的影响,并依据现有的理论计算模型与试验值比较对计算模型进行优化,为新型连接件的开发和应用提供理论模型和参考。【方法】参... 详细信息

【目的】制作一种采用自攻螺钉连接的钢板-正交胶合木节点,探究螺钉不同钉入角度不同组合形式对节点力学性能的影响,并依据现有的理论计算模型与试验值比较对计算模型进行优化,为新型连接件的开发和应用提供理论模型和参考。【方法】参考美国标准(ASTM D1761-12)以1 mm·min^(-1)的速度匀速加载,对夹角为45°和90°2种自攻螺钉钉入角度进行6种不同组合形式的抗剪试验,记录分析受剪切节点的破坏形态并对比各组试件的荷载-位移曲线、承载力、刚度和能量耗散。【结果】试件主要破坏模式包括2颗钉同时被剪断、钉未被剪断但产生塑性铰和钉未被剪断但同时被拔出。6组试件均出现一侧钉被剪断的破坏模式,组J-Cross45°T和S-Double45°T出现钉未被剪断而被拔出、组S-45°T-45°C出现钉未被剪断而产生塑性铰的破坏模式。组J-Cross45°T、J-Double45°T、S-Double45°T的承载力和刚度均远高于组S-45°T-45°C、S-90°-45°C、S-90°-45°T,组S-90°-45°C的能量耗散和承载力对应位移最大。【结论】对于承载力、刚度、能量耗散和承载力对应位移4个力学性能指标,钉尖间距影响很小,不同角度组合影响较大。6组试件中组S-Double45°T的综合受力性能最好,组S-90°-45°C适用于建筑中对抗震要求较高的节点。

关键词：斜螺钉钢板正交胶合木剪切性能

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多榀木桁架的研究现状与发展趋势

林业工程学报 2017年第2期2卷 138-144页

作者：阙泽利高一帆戈禧芸南京林业大学木结构建筑系南京210037

轻型木桁架由于其优异的性能在现代木结构建筑屋盖与楼盖系统以及城市的"平改坡"工程中得到广泛的应用。而在轻型木桁架类别中,除普通单榀木桁架外,还包括多榀木桁架,这种多榀木桁架是由多片单榀木桁架通过连接件组合而成。多榀木桁架... 详细信息

轻型木桁架由于其优异的性能在现代木结构建筑屋盖与楼盖系统以及城市的"平改坡"工程中得到广泛的应用。而在轻型木桁架类别中,除普通单榀木桁架外,还包括多榀木桁架,这种多榀木桁架是由多片单榀木桁架通过连接件组合而成。多榀木桁架一般用于屋盖或楼盖系统中的关键部位,其除受到上部均布荷载外,还受到其他与其搭接的普通桁架传递的集中荷载,其受力环境较普通桁架更为复杂。这种通过多个单榀木桁架组合而成的多榀木桁架也成为现代木结构屋盖、楼盖关键承力节点处最常用的结构形式,有着广泛的应用前景。笔者结合多榀木桁架的连接节点性能、轻型木桁架的承载性能及破坏机理、加载制度和模型模拟等方面的国内外研究进展,总结了该领域的研究热点,并对多榀木桁架今后的发展尤其是多榀木桁架榀与榀之间的连接方式提出了看法。

关键词：轻型木桁架多榀组合连接节点静载试验

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明甪直天王殿松木斗拱振动台试验研究

土木建筑与环境工程 2015年第3期37卷 26-34页

作者：阙泽利李哲瑞张贝贝侯同宇潘彪南京林业大学木结构建筑系南京210037

以甪直保圣寺天王殿斗拱为参考对象,进行无缩尺松木斗拱模型的地震台试验研究。通过对斗拱的加速度与动力放大系数变化趋势、斗拱在振动过程中位移响应变化特征、斗拱变形最大时刻和各构件变形最大时刻的滑移位移和回转位移数值对比分析... 详细信息

以甪直保圣寺天王殿斗拱为参考对象,进行无缩尺松木斗拱模型的地震台试验研究。通过对斗拱的加速度与动力放大系数变化趋势、斗拱在振动过程中位移响应变化特征、斗拱变形最大时刻和各构件变形最大时刻的滑移位移和回转位移数值对比分析,得出以下结论:地震加速度用于衡量地震烈度,并不能直接反映斗拱试件的最大变形;振动频率的变化对斗拱回转变形的变化起重要作用,振幅是决定各构件水平滑移的主要因素;各构件变形最大值与斗拱整体变形最大值具有很强相关性,其中栌斗和华拱的回转变形对斗拱的整体变形而言,处于支配地位;斗拱的华拱连下昂部分主要起装饰作用,其榫卯连接节点位置在振动过程中较为薄弱,在对实际文物维护修缮过程中应引起重视并采取相关加固措施。

关键词：木结构斗拱松木振动台试验抗震机理

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不同覆面条件下木结构剪力墙钉节点性能研究

建筑结构 2014年第9期44卷 93-96页

作者：阙泽利杨玲赵丹王永兵吴勇南京林业大学木结构建筑系南京210037 苏州皇家整体住宅系统股份有限公司苏州215105

选用木结构建筑实际工程中的环纹钉、进口规格材、定向结构刨花板以及国产杨木结构胶合板,分别制作四组不同覆面材料、不同接触面积的木结构剪力墙钉连接单剪试件,采用单调加载方式进行试验研究。试验结果表明:同一材料条件下,受力面积... 详细信息

选用木结构建筑实际工程中的环纹钉、进口规格材、定向结构刨花板以及国产杨木结构胶合板,分别制作四组不同覆面材料、不同接触面积的木结构剪力墙钉连接单剪试件,采用单调加载方式进行试验研究。试验结果表明:同一材料条件下,受力面积越大,钉节点初期刚度越大、试件变形能力越强,但钉节点的承载力减小;在同一受力面积、不同覆面材料条件下,结构胶合板的钉节点承载力比定向结构刨花板的钉节点承载力大,而初期刚度和延性均较小;定向结构刨花板覆面试件的钉节点刚度退化比结构胶合板要大。

关键词：木结构钉节点承载性能初期刚度

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斜螺钉连接的平行弦木桁架节点抗拔性能

林业科学 2020年第12期56卷 136-144页

作者：戈禧芸蔡雨陈志坚侯同宇刘义凡阙泽利南京林业大学材料科学与工程学院南京210037 重庆大学建筑城规学院重庆400045 大连双华木结构建筑工程有限公司大连116000

【目的】制作一种节点采用自攻螺钉连接的平行弦木桁架,以不同角度钉入螺钉,探究螺钉钉入角度对平行弦木桁架受拉节点力学性能的影响,为新型桁架在实际工程中的应用提供基础数据,并完善木结构建筑设计标准。【方法】采用进口SPF规格材... 详细信息

【目的】制作一种节点采用自攻螺钉连接的平行弦木桁架,以不同角度钉入螺钉,探究螺钉钉入角度对平行弦木桁架受拉节点力学性能的影响,为新型桁架在实际工程中的应用提供基础数据,并完善木结构建筑设计标准。【方法】采用进口SPF规格材和自攻螺钉制作桁架受拉节点试件,改变螺钉钉入方向与桁架腹杆顺纹方向的夹角,参考美国标准ASTM D1761-12,对夹角为0°、15°、30°、45°、60°、75°和90°的7组试件以2.54 mm·min-1的速率单调匀速进行抗拔试验,记录分析受拉节点的破坏形态并对比各组试件的荷载-位移曲线、极限承载力、屈服荷载和刚度。【结果】试件最终破坏形态主要有钉帽拉穿和螺钉拔出2种:夹角为0°和15°时,试件破坏主要是因为木材横纹抗压强度小于螺钉抗拔强度,钉帽最终剪断并拉穿弦杆;夹角为30°~90°时,试件失效主要是因为销槽承压形成的剪力达到螺钉屈服荷载;夹角为0°和15°时试件荷载-位移曲线在最大荷载附近保持较好,夹角为30°~60°时试件荷载-位移曲线下降缓慢,夹角为75°和90°时试件荷载-位移曲线存在明显屈服阶段;节点承载能力随角度变化受木材横纹局部抗压强度和螺钉抗弯强度的影响,夹角为60°时试件的平均承载力最大,达7.423 kN;夹角为0°时试件的屈服荷载最大,达4.859 kN;节点刚度随角度增大而减小。【结论】自攻螺钉倾斜角度在45°~60°范围内试件综合受力性能最好,倾斜角度为0°的试件适用于建筑中对刚度要求较高的部位。

关键词：平行弦木桁架斜螺钉连接受拉节点抗拔性能

国产杉木不同层板厚度对正交胶合木力学性能的影响

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林业科学 2020年第11期56卷 168-175页

作者：王菲彬王昕萌杨树明姜桂超阙泽利周海宾南京林业大学风景园林学院南京210037 南京林业大学材料科学与工程学院南京210037 江苏兄弟智能家居有限公司宿迁223800 中国林业科学研究院木材工业研究所北京100091

【目的】研究国产杉木不同层板厚度对正交胶合木(CLT)力学性能的影响,以拓宽速生材杉木在木结构建筑领域的应用范围,促进CLT在国内的发展。【方法】在国产杉木CLT整体厚度不变的前提下,研究不同层板厚度对CLT抗弯和抗剪性能的影响,结合... 详细信息

【目的】研究国产杉木不同层板厚度对正交胶合木(CLT)力学性能的影响,以拓宽速生材杉木在木结构建筑领域的应用范围,促进CLT在国内的发展。【方法】在国产杉木CLT整体厚度不变的前提下,研究不同层板厚度对CLT抗弯和抗剪性能的影响,结合抗弯试验结果,运用CLT静力学分析理论对CLT试件进行抗弯性能计算并比较。【结果】在CLT整体厚度不变的前提下,3层CLT试件的抗弯刚度最大,5层和7层CLT试件的抗弯刚度分别降低11%和18%。5层CLT试件的抗弯强度相比3层CLT试件提高18%,相比7层CLT试件提高36%,5层和7层CLT试件的抗剪强度相比3层CLT试件分别提高2.6%和16%。抗弯刚度理论分析与试验结果趋势相同,而抗弯强度理论分析得出层数越多其值越高,试验结果显示5层优于7层;以5层CLT试件为例,保持整体厚度不变,增加奇、偶层厚比例,CLT试件的力学性能均有一定比例上升,理论分析与试验结果具有相同趋势。【结论】在整体厚度不变的前提下,CLT层板越厚,CLT结构的抗弯刚度越佳,抗剪强度越差,破坏模式越单一,5层CLT试件的抗弯强度最佳;在一定比例范围内,增加奇、偶层厚比例,可有效提高CLT试件的抗弯和抗剪性能。

关键词：杉木正交胶合木层板厚度力学性能

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装配式轻型木结构屋架模块化设计

建设科技 2019年第17期 69-73,3页

作者：王小霞阙泽利南京林业大学木结构建筑系

本文从系统化角度研究设计轻型木结构屋架的构成形式,以1M=610mm为基础模块,用分解、组合的方式来建立两种屋架模块化系统,并通过有效地节点连接设计实现模块间连接以及与墙体系统连接;以期实现其设计研发、预制加工、搭建施工一体化发... 详细信息

本文从系统化角度研究设计轻型木结构屋架的构成形式,以1M=610mm为基础模块,用分解、组合的方式来建立两种屋架模块化系统,并通过有效地节点连接设计实现模块间连接以及与墙体系统连接;以期实现其设计研发、预制加工、搭建施工一体化发展。其中整体式屋架模块化设计方案是目前我国工厂预制加工能实现的最直接的模块化方式,对员工技术和加工设备要求不高,其主要的限制在于运输要求;可折叠型屋架模块化设计方案,解决了模块化组件的运输问题,但在预制与装配方面要求较高,从而提高了对木构件加工精度和工厂工作人员与现场施工人员的技术要求。

关键词：装配式建筑轻型木结构屋架系统木桁架模块化设计