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不同端柱截面的小截面木框架剪力墙抗侧性能试验与剪切刚度理论计算方法研究

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土木工程学报 2023年第9期56卷 15-25,64页

作者：龙卫国李秋稷刘宜丰鲁纹帆欧加加中国建筑西南设计研究院有限公司四川成都610042 清华大学北京100084

我国的《木结构设计标准》(GB 50005—2017)中给出两种适用于低、多层建筑的木结构形式,分别为第7章的木框剪剪力墙体系和第9章的轻型木结构体系。对于轻型木结构体系国内外学者已经做了大量的研究而木框架剪力墙的研究相对较少。文章... 详细信息

我国的《木结构设计标准》(GB 50005—2017)中给出两种适用于低、多层建筑的木结构形式,分别为第7章的木框剪剪力墙体系和第9章的轻型木结构体系。对于轻型木结构体系国内外学者已经做了大量的研究而木框架剪力墙的研究相对较少。文章对不同端柱截面的小截面木框架剪力墙进行了低周反复加载试验,并采用ABAQUS有限元通用软件,通过自定义非线性弹簧单元模拟钉连接进行墙体数值模拟分析,研究墙体的抗侧性能和端柱对抗侧性能的影响。文中提出一种考虑了钉连接刚度、钉排布方式、端柱截面等因素的墙体剪切刚度计算方法,完善了小截面木框架剪力墙体刚度的计算理论。结果表明:剪力墙极限荷载、剪切刚度、累积耗能均随端柱截面的减小而降低;不同端柱截面的墙体延性系数接近并且均大于3,墙体具有较好的塑性变形能力;剪力墙工作过程中间柱、端柱应变较小,始终处于弹性阶段;提出的计算方法与试验结果、数值模拟结果均吻合良好,为该类结构体系的性能研究及工程设计提供了计算依据。

关键词：木框架剪力墙低周反复荷载剪切刚度计算方法抗侧性能

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榫接木框架剪力墙受剪性能试验研究

建筑结构学报 2012年第6期33卷 144-150页

作者：杜敏费本华谢宝元王晓欢刘雁北京林业大学水土保持学院北京100083 国际竹藤中心北京100102 北京林业机械研究所北京100714 扬州大学建筑科学与土木工程学院江苏扬州225009

通过对7组14个木框架剪力墙试件进行单调和反复加载受剪性能试验研究,分析了不同墙骨连接方式、是否开设洞口及不同材料对木框架剪力墙的受剪承载力、弹性抗侧刚度、极限位移、耗能的影响。试验结果表明:墙骨柱采用榫接的连接方式,能有... 详细信息

通过对7组14个木框架剪力墙试件进行单调和反复加载受剪性能试验研究,分析了不同墙骨连接方式、是否开设洞口及不同材料对木框架剪力墙的受剪承载力、弹性抗侧刚度、极限位移、耗能的影响。试验结果表明:墙骨柱采用榫接的连接方式,能有效避免在循环荷载作用下墙骨柱与底梁板钉接时的连接失效,保证墙体框架整体性;榫接连接对于提高墙体刚度、控制变形有显著作用;墙体开设洞口会显著降低墙体刚度,增大墙体的耗能能力。采用国产胶合板的墙体具有良好的受剪性能,可以作为进口OSB板的替代板应用于剪力墙建造。

关键词：木框架剪力墙榫接国产材料拟静力试验受剪性能

有翼缘和竖向荷载的带洞口木框架剪力墙的试验研究

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土木工程学报 2006年第12期39卷 33-40,47页

作者：程海江倪春吕西林同济大学上海200092 Forintek Canada Corp.VancouverB.C.

轻型木结构房屋在我国尚处于发展阶段,木框架剪力墙试验的目的是为我国轻型木结构房屋的推广和规范的修订提供理论和试验依据。木框架剪力墙是轻型木结构房屋中的主要抗侧力构件,研究木剪力墙的力学性能和黏滞阻尼特性是木结构房屋整体... 详细信息

轻型木结构房屋在我国尚处于发展阶段,木框架剪力墙试验的目的是为我国轻型木结构房屋的推广和规范的修订提供理论和试验依据。木框架剪力墙是轻型木结构房屋中的主要抗侧力构件,研究木剪力墙的力学性能和黏滞阻尼特性是木结构房屋整体分析的基础。通过6片2.4m高6.0m长的无墙角锚栓的传统木框架剪力墙的单向和反复荷载试验,研究了竖向荷载、翼缘墙体和洞口尺寸对剪力墙的抗剪强度、弹性抗侧刚度、极限位移、墙骨柱上拔和耗能等的影响。结果表明,作用于横墙上的竖向荷载可以显著地提高剪力墙的各项性能,作用于翼缘墙体上的竖向荷载可以降低端部墙骨柱的上拔和部分提高剪力墙的抗剪强度和耗能,洞口尺寸的变化主要影响到墙体的极限位移。试件的破坏形态主要是钉节点的破坏和端部墙骨柱的上拔。

关键词：木结构轻型木结构房屋木框架剪力墙反复荷载试验钉连接

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木框架剪力墙的有限元分析

木框架剪力墙的有限元分析

作者：钱耀华扬州大学

学位级别：硕士

我国的《木结构设计规范》（GB50005-2003）中新增加了轻型木结构房屋章节,该条文主要是参照加拿大与美国的木结构规范制定的,我国尚没有系统地开展轻型木结构方面的研究工作,因此急需通过研究来填补这方面的空白。在轻型木结构中... 详细信息

我国的《木结构设计规范》（GB50005-2003）中新增加了轻型木结构房屋章节,该条文主要是参照加拿大与美国的木结构规范制定的,我国尚没有系统地开展轻型木结构方面的研究工作,因此急需通过研究来填补这方面的空白。在轻型木结构中钉连接是最主要的连接方式。钉节点的受力性能将直接影响木剪力墙承受侧向荷载的能力,而且木剪力墙的有限元分析大多也是建立在钉节点模型的基础上因此钉节点的研究具有重要的意义。本文介绍了轻型木结构中面板钉节点与骨架钉节点的试验研究,面板钉节点分为垂直钉节点试验与平行钉节点试验,骨架钉节点分为骨架钉拔出试验与骨架钉剪切试验,每组各10个试件,最后利用Matlab对试验数据进行处理、拟合,建立了面板钉节点、骨架钉节点数值模型,通过对比国外一些钉节点模型,发现性能有所差异,国产钉的初始刚度较小而延性较好。将该模型直接运用于后续的有限元分析。本文介绍了三榀不同类型木剪力墙（标准墙、开门洞、开窗洞墙）采用一种新型加载装置进行加载的单向、反复加载试验研究,主要研究其破坏形态、荷载位移曲线、抗剪强度、极限位移、弹性抗侧刚度和墙骨柱上拔,并将试验结果与采用铰接钢梁、连续钢粱加载的试验结果进行比较分析,发现采用平面外荷载传递梁的木剪力墙试件弹性抗侧刚度比铰接荷载传递梁和刚性荷载传递梁木剪力墙试件的弹性抗侧刚度要小等规律。本文利用Johnn用户白定义单元建立钉节点单元,不仅建立了钉节点的骨架曲线模型还引入了滞回规律,并通过算例验证该模型的精确度较高。通过有限元软件ABAQUS建立木剪力墙模型,分析了标准墙体、开门洞墙体在单向与反复荷载作用下的受力性能,在分析过程中引入了变形折减系数γ使其与实际情况更加吻合,并给出了其取值范围。最后将模拟结果与试验结果进行了对比分析,发现该模型的精确度较高。该方法为日后木剪力墙抗侧性能的深入研究提供有利的技术措施。

关键词：木框架剪力墙钉节点有限元分析用户自定义单元

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木框架剪力墙受力性能的试验研究

结构工程师 2011年第B01期27卷 184-189页

作者：刘雁佘晨岗邹小静扬州大学建筑科学与工程学院江苏扬州225127 南京林业大学木材工业学院江苏南京210037 南京工业大学土木工程学院江苏南京210009

木框架剪力墙是轻型木结构抵抗侧向荷载的重要构件,研究木框架剪力墙的抗侧力性能是研究轻型木结构抗侧力性能的关键。木框架剪力墙抗侧力性能试验研究时,与顶梁板相连的荷载传递梁刚度对木框架剪力墙的抗侧力性能以及破坏模式有直接影... 详细信息

木框架剪力墙是轻型木结构抵抗侧向荷载的重要构件,研究木框架剪力墙的抗侧力性能是研究轻型木结构抗侧力性能的关键。木框架剪力墙抗侧力性能试验研究时,与顶梁板相连的荷载传递梁刚度对木框架剪力墙的抗侧力性能以及破坏模式有直接影响,当木框架剪力墙墙端以及墙中洞口边未采用墙端锚栓时,这种影响更甚。本文采用荷载铰接传递梁、连续刚性荷载传递梁以及一种新型、位于顶梁板侧边的荷载传递梁对三片不同类型的足尺木框架剪力墙进行了单向、反复加载试验研究,其中一片为无洞口剪力墙、一片开门洞剪力墙、一片开窗洞剪力墙,重点研究其破坏形态、抗剪强度、极限位移、弹性抗侧刚度,并对三种荷载传递梁木框架剪力墙抗侧力试验结果进行了分析。

关键词：轻型木结构木框架剪力墙受力性能

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不同构造木框架剪力墙受力性能试验研究

建筑结构 2015年第22期45卷 97-101页

作者：刘雁王洪鹤盛向前郝骏高翔扬州大学建筑科学与工程学院扬州225127

木框架剪力墙是轻型木结构抵抗侧向荷载的重要构件,与顶梁板相连的荷载传递梁刚度对木框架剪力墙的抗侧力性能以及破坏模式有直接影响,当木框架剪力墙墙端以及墙中洞口边未采用墙端锚栓时,这种影响更甚。采用一种新型的、位于顶梁板侧... 详细信息

木框架剪力墙是轻型木结构抵抗侧向荷载的重要构件,与顶梁板相连的荷载传递梁刚度对木框架剪力墙的抗侧力性能以及破坏模式有直接影响,当木框架剪力墙墙端以及墙中洞口边未采用墙端锚栓时,这种影响更甚。采用一种新型的、位于顶梁板侧边的荷载传递梁对木框架剪力墙进行加载,通过对12片不同构造木框架剪力墙的侧向加载试验,研究了木结构单片剪力墙在无竖向荷载作用下的破坏模式、荷载-位移曲线、弹性抗侧刚度、抗剪强度、极限位移等性能。并对不同构造下木框架剪力墙试验结果进行对比分析,认为墙骨柱间距的改变对墙体受力性能有较大影响,而钉间距的改变对墙体受力性能影响不大。

关键词：木框架剪力墙受力性能构造

侧向荷载下木框架剪力墙受力性能的有限元分析

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林产工业 2018年第7期45卷 10-13,46页

作者：傅云香刘雁缪晓春宋亚磊田融昕扬州大学扬州市建筑设计研究院有限公司中国扬州225009

随着现代木结构建筑在国内的推广应用,木结构的试验与理论研究工作在我国也逐步展开,其中对木框架剪力墙(简称木剪力墙)的研究也取得了较多成果。笔者基于木剪力墙结构在侧向水平荷载作用下的试验研究,利用有限元分析软件ABAQUS建立分... 详细信息

随着现代木结构建筑在国内的推广应用,木结构的试验与理论研究工作在我国也逐步展开,其中对木框架剪力墙(简称木剪力墙)的研究也取得了较多成果。笔者基于木剪力墙结构在侧向水平荷载作用下的试验研究,利用有限元分析软件ABAQUS建立分析模型,主要研究无洞墙体、开门洞墙体在单向与反复荷载作用下的荷载-变形关系以及受力特点。将有限元模拟结果与试验结果对比分析表明,所建模型能够很好地模拟木剪力墙抗侧性能以及墙体应力状态和变形特点,模型能为木剪力墙抗侧性能的理论分析提供较好的借鉴。

关键词：木框架剪力墙侧向荷载受力性能有限元分析

荷载传递梁刚度对木框架剪力墙受力性能影响的试验研究

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荷载传递梁刚度对木框架剪力墙受力性能影响的试验研究

作者：郭云扬州大学

学位级别：硕士

2003年我国的《木结构设计规范》(GB5005-2003)中增设了“轻型木结构房屋”的有关条文,但其主要内容大部分来自北美的试验研究成果和规范,但轻型木结构房屋在我国尚处于发展阶段,有关轻型木结构方面的研究工作还未系统地展开。剪力墙是... 详细信息

2003年我国的《木结构设计规范》(GB5005-2003)中增设了“轻型木结构房屋”的有关条文,但其主要内容大部分来自北美的试验研究成果和规范,但轻型木结构房屋在我国尚处于发展阶段,有关轻型木结构方面的研究工作还未系统地展开。剪力墙是轻型木结构抵抗侧向荷载的重要构件,研究剪力墙的抗侧力性能是研究轻型木结构抗侧力性能的关键问题。木框架剪力墙试验的目的是为我国轻型木结构房屋的推广和规范的修订提供理论和试验依据。钉连接是轻型木结构中最主要的连接方式。面板与木框架的钉节点的连接性能直接影响了木框架剪力墙承受侧向荷载的能力,且木结构剪力墙有限元分析模型大多是建立在钉节点模型的基础上的,而钉节点的模型参数多数又是通过试验数据拟合得出的,因此钉节点性能对于剪力墙和房屋整体分析中具有非常重要的意义。本文介绍了轻型木结构中面板与木框架钉节点的试验研究,采用两种不同规格的钉子,通过两组荷载垂直于木材纹路方向,两组荷载平行于木材纹路方向的钉节点试验,其中每组各10个试件,得出了两个方向钉节点的平均多参数线性荷载—滑移曲线模型,该模型为利用有限元软件分析轻型木结构提供了面板与木框架钉节点连接性能的基础资料。木框架剪力墙试验研究时,荷载传递梁的刚度对木框架剪力墙的破坏模式以及抗侧力有直接的影响,当木框架剪力墙墙端以及墙中洞口边未采用墙端锚栓时,这种影响更甚。本文采用一种新型加载装置对三片不同类型的足尺木剪力墙进行了单向、反复加载试验,其中一片标准剪力墙、一片开门洞剪力墙、一片开窗洞剪力墙,重点研究其破坏形态、荷载位移曲线、滞回特性、抗剪强度、极限位移、弹性抗侧刚度、耗能、墙骨柱上拔和锚栓应力,并将试验结果与相同构造的试件采用铰接钢梁、连续钢梁时的试验结果进行比较。最后,本文利用ANSYS软件建立了剪力墙的有限元分析模型,有限元模型的结果很好地验证了使用本文中的加载装置更能真实的反映木剪力墙的真实的受力性能。

关键词：轻型木结构木框架剪力墙钉节点受力性能

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不同构造木框架剪力墙抗侧性能的试验研究

不同构造木框架剪力墙抗侧性能的试验研究

作者：高翔扬州大学

学位级别：硕士

轻型木结构房屋主要应用于北美地区,它是该地区别墅及低层住宅最主要的结构形式之一。它具有施工快捷、构造简单、结构构件标准化等优点,在北美及其他多地震地区得到了广泛应用。在轻型木结构中,房屋主要通过木框架剪力墙来承受侧向荷载... 详细信息

轻型木结构房屋主要应用于北美地区,它是该地区别墅及低层住宅最主要的结构形式之一。它具有施工快捷、构造简单、结构构件标准化等优点,在北美及其他多地震地区得到了广泛应用。在轻型木结构中,房屋主要通过木框架剪力墙来承受侧向荷载,其抗侧性能与许多因素有关,包括：有无横撑、覆面板布置形式、覆面板厚度、钉子直径、钉子间距、墙骨柱间距和墙体尺寸等。在我国,2003年《木结构设计规范》(GB5005-2003)中增设了“轻型木结构房屋”的有关条文,为轻型木结构房屋在中国的推广应用和发展创造了必要的条件。但其主要内容大部分来自北美的试验研究成果和规范,所以加强有关轻型木结构方面的研究工作显得很有必要。根据木结构的发展要求,本文以试验为基础,通过平面外加载梁,对12片不同构造的剪力墙进行了静力加载试验,模拟轻型木结构单片剪力墙在无竖向荷载下的抗侧性能。通过对各个测点试验数据和试验现象的观察记录,并进行分析处理,得到不同构造木剪力墙在单调加载和反复加载试验中的成果,包括荷载位移曲线、滞回特性、弹性抗侧刚度、抗剪强度、极限位移、延性、能量耗散以及破坏模式等,旨在分析平面外加载的受力机制和破坏形态。然后对不同构造下木剪力墙试验成果进行对比分析,得出三种不同墙骨柱间距,两种不同钉间距以及高宽比等因素对木剪力墙抗侧性能的影响程度。最后,本文利用ANSYS软件建立了剪力墙的有限元分析模型,通过有限元模拟和试验数据的对比来验证结果的可靠性。结果表明,ANSYS计算结果与试验结果吻合较好。

关键词：木框架剪力墙墙骨柱间距钉间距抗侧性能