论文部分内容阅读
植筋连接是一种新型的节点连接形式，具有强度高、刚度大、外观佳的优点。同时，由于筋材置于构件内部，从而具有一定的防火、防腐蚀能力。本文首先通过对胶合竹单杆植筋试件进行对拉试验研究了边距、胶层厚度、螺杆直径以及植入深度对胶合竹单杆植筋连接破坏模式、抗拔强度以及变形性能的影响，并通过对螺杆内贴应变片的胶合竹单杆植筋试件进行对拉试验分析了上述几何因素对胶合竹-胶黏剂界面粘结应力分布规律的影响。然后，在试验研究的基础上利用 Abaqus 建立了精细化的有限元模型，并进行了参数化分析。最后，基于试验与有限元研究，分析了胶合竹植筋的粘结锚固机理，进而提出了适用于胶合竹植筋的粘结滑移模型，并采用参数法建立了胶合竹植筋连接承载力计算公式。此外，本文在胶合竹单杆植筋粘结锚固性能研究的基础上探究了植筋间距和长细比对多杆植筋连接破坏模式、极限荷载以及变形性能的影响。本文的主要结论如下：
（1）胶合竹单杆植筋连接存在三种典型破坏模式：胶合竹劈裂破坏、螺杆拔出破坏和螺杆屈服破坏；为避免胶合竹发生劈裂破坏，建议边距大于等于5d；胶层厚度对承载力影响较小，考虑到经济性以及更好的保证胶层厚度均匀，建议胶层厚度取2mm；螺杆规格为M12 时，若长细比小于 10，破坏模式为螺杆拔出破坏，若长细比大于等于 10，破坏模式为螺杆屈服破坏；螺杆规格为M16时，若长细比小于等于10，破坏模式为螺杆拔出破坏，若长细比大于等于15，破坏模式为螺杆屈服破坏。
（2）粘结应力在总体上呈两端大中间小的分布规律，峰值出现在靠近加载端的位置，并且随着荷载增加，峰值向锚固端方向转移；本文试验未发现边距对螺杆应变分布和粘结应力分布有明显影响；随着胶层厚度从1mm增加至3mm，植筋应变分布和粘结应力分布会更加均匀；在长细比相同的情况下，当螺杆直径从12mm增加至16mm，螺杆应变和粘结应力的分布规律无明显差别；在螺杆直径相同的情况下，短锚试件的螺杆应变分布和粘结应力分布更加均匀，而中长锚试件在靠近加载端的位置有明显的应力集中现象。
（3）采用粘结单元能够较好的模拟胶合竹植筋连接在对拉加载时的力学性能，数值模拟的结果与试验结果吻合良好。
（4）基于参数法的胶合竹植筋连接极限荷载计算公式能够较好的预测节点的承载能力。
（5）植筋间距建议取4d，多杆植筋试件极限荷载建议在相应单杆植筋试件极限荷载之和的基础上乘以折减系数0.95。
（1）胶合竹单杆植筋连接存在三种典型破坏模式：胶合竹劈裂破坏、螺杆拔出破坏和螺杆屈服破坏；为避免胶合竹发生劈裂破坏，建议边距大于等于5d；胶层厚度对承载力影响较小，考虑到经济性以及更好的保证胶层厚度均匀，建议胶层厚度取2mm；螺杆规格为M12 时，若长细比小于 10，破坏模式为螺杆拔出破坏，若长细比大于等于 10，破坏模式为螺杆屈服破坏；螺杆规格为M16时，若长细比小于等于10，破坏模式为螺杆拔出破坏，若长细比大于等于15，破坏模式为螺杆屈服破坏。
（2）粘结应力在总体上呈两端大中间小的分布规律，峰值出现在靠近加载端的位置，并且随着荷载增加，峰值向锚固端方向转移；本文试验未发现边距对螺杆应变分布和粘结应力分布有明显影响；随着胶层厚度从1mm增加至3mm，植筋应变分布和粘结应力分布会更加均匀；在长细比相同的情况下，当螺杆直径从12mm增加至16mm，螺杆应变和粘结应力的分布规律无明显差别；在螺杆直径相同的情况下，短锚试件的螺杆应变分布和粘结应力分布更加均匀，而中长锚试件在靠近加载端的位置有明显的应力集中现象。
（3）采用粘结单元能够较好的模拟胶合竹植筋连接在对拉加载时的力学性能，数值模拟的结果与试验结果吻合良好。
（4）基于参数法的胶合竹植筋连接极限荷载计算公式能够较好的预测节点的承载能力。
（5）植筋间距建议取4d，多杆植筋试件极限荷载建议在相应单杆植筋试件极限荷载之和的基础上乘以折减系数0.95。