李霞鎮(zhèn)　任海青　李賢軍　徐康　鐘永　郝曉峰

摘 要：基于重組竹螺栓連接承載性能，分析評價了現(xiàn)有木結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范對重組竹螺栓連接承載能力預(yù)測的適用性。采用正交設(shè)計法對16組48個重組竹鋼夾板單螺栓連接節(jié)點試樣進(jìn)行試驗，驗證了Foshci理論模型對重組竹鋼夾板單螺栓連接節(jié)點的適用性，揭示了螺栓直徑、端距及主構(gòu)件厚度等因素對節(jié)點承載能力的影響規(guī)律，分析了GB 50005和European 5規(guī)范對重組竹鋼夾板螺栓連接承載能力預(yù)測的準(zhǔn)確性。研究結(jié)果表明：Foschi理論模型能夠反映節(jié)點的線彈性、屈服后階段的變化特征，能夠較全面地反映重組竹鋼夾板螺栓連接節(jié)點的整個受力過程。螺栓連接承載力受螺栓直徑、主構(gòu)件厚度和端距3個因素共同影響，但當(dāng)節(jié)點達(dá)到最小尺寸設(shè)計要求時，承載能力受螺栓直徑影響的作用最為明顯。Eurocode 5對重組竹鋼夾板螺栓連接節(jié)點的承載預(yù)測能力偏保守，而GB 50005預(yù)測能力存在安全富余的空間，能較好地預(yù)測重組竹鋼夾板螺栓連接的承載能力。

關(guān)鍵詞：重組竹鋼夾板;螺栓連接;承載能力;Foshci理論模型;木結(jié)構(gòu)

中圖分類號：TU366.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2096-6717（2022）04-0078-09

Calculation on bearing capacity of bolted connections for bamboo scrimber

LI Xiazhen1，2， REN Haiqing2， LI Xianjun1， XU Kang1， ZHONG Yong2， HAO Xiaofeng1

（1.School of Material Science and Engineering， Central South University of Forestry and Technology， Changsha 410004， P. R. China; 2. Research Institute of Wood Industry， Chinese Academy of Forestry， Beijing 100091， P. R. China）

Abstract： Based on analysis of the bearing capacity of the bolted connections for bamboo scrimber，the applicability of the wood structure design codes in calculating the bearing capacity of the bolted connections for bamboo scrimber was evaluated. A total of 48 specimens in 16 groups designed by orthogonal scheme were tested in this study. Firstly， the applicability of Foshci’s theory model was verified. Then， the effects of bolt diameter， end distance and main component thickness on the bearing properties of bolt connections were analyzed. Finally， the accuracy of design codes GB 50005 and European 5 in calculating the bearing capacity of the bolted steel-BS-steel connections was evaluated. The result showed that Foschi’s theory model could reflects the change characteristics of both the linear elasticity and post-yield phases， which also expressed depicted the whole bearing processes of the connections， comprehensively. The bearing capacity is affected by bolt diameter， main component thickness and end distance， and it is affected by the bolt diameter most obviously when the connection meets the minimum requirements of size design. Besides， Eurocode 5 is so conservative in calculating the bearing capacity of the bolted steel-BS-steel connections. There is a safety reserve in calculating the bearing capacity by GB 50005， which is more suitable for calculating the bearing capacity of the bolted steel-BS-steel connections than Eurocode 5.

Keywords：steel-bamboo scrimber（BS）-steel;bolt connection; bearing capacity; Foshci’s theory model;wood structure

節(jié)點性能是建筑結(jié)構(gòu)載荷傳遞及整體安全性能的關(guān)鍵，更是結(jié)構(gòu)設(shè)計的核心[1-2]。螺栓連接節(jié)點因具有制作簡單、安全可靠和施工方便等優(yōu)點，在建筑結(jié)構(gòu)領(lǐng)域廣為應(yīng)用[3-4]，也是現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)的首選連接方式。目前，學(xué)者們對木材螺栓連接的研究已較為廣泛，早在1932年，Trayer[5]就基于軸向壓縮加載試驗提出了螺栓連接設(shè)計公式;1949年，Johanson[6]提出了以預(yù)測連接強度為基礎(chǔ)的屈服理論模型，用于計算各種形式排布的螺栓連接節(jié)點承載強度;而后，Doyle等[7]、McLain等[8]及Soltis等[9]諸多學(xué)者均證實了上述結(jié)論的有效性和適用性，并對螺栓直徑、主側(cè)構(gòu)件厚度、加載方式、含水率、螺栓排布方式等因素對螺栓連接承載性能影響進(jìn)行了研究，為后續(xù)木結(jié)構(gòu)螺栓連接奠定了理論基礎(chǔ)。相比而言，中國在木材螺栓連接領(lǐng)域的研究起步較晚，以哈爾濱工業(yè)大學(xué)[10-11]、南京工業(yè)大學(xué)[12-13]及同濟(jì)大學(xué)[14]等為代表的科研院所在木結(jié)構(gòu)螺栓連接方面開展了系列研究工作，為中國現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計提供了一定的理論指導(dǎo)。

隨著中國天然林的全面禁伐，大徑級木材資源日漸緊缺，而以重組竹為典型代表的新型竹質(zhì)工程材日益受到人們青睞，并已成功應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)中，成為新型工業(yè)化建筑的重要材料[15-16]。由于現(xiàn)代竹結(jié)構(gòu)的研究應(yīng)用時間較短，其連接設(shè)計尚未形成統(tǒng)一的理論與技術(shù)體系，研究成果相對匱乏，現(xiàn)有設(shè)計均參照木結(jié)構(gòu)相關(guān)規(guī)范進(jìn)行，且中國2003版GB 50005對重組竹螺栓連接節(jié)點承載性能預(yù)測的保守性已被多次證實[17-18]。2017版GB 50005已于2018年8月1日正式發(fā)布實施，它對螺栓連接承載能力的計算方式做了修訂，能夠更準(zhǔn)確地體現(xiàn)木結(jié)構(gòu)螺栓連接節(jié)點的承載能力[11]。為此，以重組竹為研究對象，在開展重組竹鋼夾板單螺栓連接節(jié)點特性研究的基礎(chǔ)上，分析最新版GB 50005和Eurocode 5規(guī)范用于節(jié)點承載力計算的準(zhǔn)確性，驗證最新版GB 50005規(guī)范對重組竹螺栓連接承載能力預(yù)測的適用性，以期為重組竹結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計和應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與性能

研究涉及重組竹、鋼夾板及螺栓3種試驗材料。選用以毛竹為原料生產(chǎn)的重組材，購于安徽宏宇竹木制品有限公司，產(chǎn)品規(guī)格為2 000 mm（L）×145 mm（W）×145 mm（T）。根據(jù)GB/T 1931—2009、GB/T 1933—2009及GB/T 1935—2009要求，測得其含水率、密度及順紋抗壓強度分別為6%、1.1 g/cm3和73.5 MPa。螺栓所用材料為Q235級鋼，強度4.8級。鋼夾板所用材料為Q420級鋼，厚度6 mm，鋼夾板端距為2d（d為螺栓直徑），所導(dǎo)孔徑均比相應(yīng)螺栓直徑大1.5 mm。

因重組竹銷槽承壓強度和螺栓抗彎強度均與螺栓直徑有關(guān)[19]，根據(jù)ASTM D5764-97a和ASTM F1575標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)要求，分別對重組竹半孔銷槽承壓強度和螺栓抗彎強度進(jìn)行測試（圖1），試驗結(jié)果見表1。

1.2 試驗方案及測試方法

選取螺栓直徑、主構(gòu)件厚度及端距為試驗因素進(jìn)行正交試驗設(shè)計（表2），共16個試驗組，每組試驗重復(fù)數(shù)為3，共計48個試樣。試樣加載前，在節(jié)點試樣兩側(cè)分別安裝位移計（型號為DDP-20A）后，按ASTM D5652要求進(jìn)行單軸壓縮試驗，并將兩側(cè)安裝的位移計實測均值作為各個螺栓節(jié)點試樣的實測位移。試驗采用30 T微機控制萬能力學(xué)試驗機（型號為WDW-300E），以1 mm/min的速度實施單軸勻速加載（圖2），直至節(jié)點試樣破壞或承載力下降至80%的最大載荷，便可停止加載。每個試樣加載歷程約持續(xù)15 min，加載過程中采用靜態(tài)應(yīng)變采集儀（型號為TDS-530）實時采集載荷和位移數(shù)據(jù)，并采用美國木結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范NDS-2005規(guī)定的5%螺栓直徑偏移法獲取節(jié)點的屈服載荷，節(jié)點承載載荷峰值點所對應(yīng)的載荷即為極限載荷，具體取值方法詳見圖3。最后，采用Origin軟件，根據(jù)曲線的幾何特征作圖，獲取每一節(jié)點試樣的Foshci理論模型參數(shù)P、Δ、M0、M1及k（圖4）后，再基于Foshci理論模型各參數(shù)之間的數(shù)學(xué)關(guān)系（式1），利用Origin軟件繪制出每一節(jié)點試樣的Foshci曲線圖。

P=（M+MΔ）（1-e）（1）

式中：P為載荷，kN;Δ為位移，mm;M0為屈服后漸近線在Y軸上的截距，kN;M1為屈服后剛度，kN/m;k為線彈性剛度，kN/m。

2 結(jié)果及分析

2.1 節(jié)點載荷位移曲線

各組節(jié)點試樣的載荷位移曲線均經(jīng)歷了線彈性、彈塑性及破壞3個階段（見圖5）。由于構(gòu)件與螺栓間存在初始間隙，故載荷位移曲線在加載初期均有一小段非線性階段。當(dāng)載荷增加至一定程度后，初始間隙消失，載荷位移曲線立即進(jìn)入線彈性

階段，此時節(jié)點各構(gòu)件均處于彈性變形階段。隨著載荷繼續(xù)增加，位移迅速增加，此時節(jié)點進(jìn)入彈塑性階段，曲線處于非線性增長階段。隨著變形繼續(xù)增加，節(jié)點達(dá)到極限載荷并發(fā)生破壞，曲線瞬間下降，此時節(jié)點直接喪失承載能力。

Foschi理論模型基于彈塑性理論而來，它是描述釘、螺栓、齒板等連接載荷位移曲線的經(jīng)典公式（式1），但其參數(shù)均需試驗測定且隨節(jié)點參數(shù)設(shè)置、載荷條件等變化較為敏感，尤其是M0和M1[20]。通過對16組節(jié)點試樣的載荷位移曲線和Foshci理論曲線比較發(fā)現(xiàn)（圖5），兩者的變化趨勢基本一致，且在某些部位能夠完全吻合。由于節(jié)點試樣組裝時主側(cè)兩構(gòu)件之間存在細(xì)微間隙，導(dǎo)致載荷位移曲線在加載初期有一小段呈非線性狀，隨著載荷增加至一定程度后才逐漸進(jìn)入線彈性階段，故曲線初始階段的吻合程度稍有差異。但總體而言，F(xiàn)oschi理論曲線能反映節(jié)點線彈性階段和屈服后階段的變化特征，能較為全面地反映節(jié)點整個受力過程，這也說明Foschi理論模型的非線性修正指數(shù)函數(shù)用以描述重組竹鋼夾板螺栓連接節(jié)點的承載性能具有適用性。

2.2 節(jié)點承載能力

屈服載荷是節(jié)點處于彈性比例極限時所對應(yīng)的載荷，是衡量建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的切入點。而極限載荷是指節(jié)點在外載荷作用下，在整體或某一局部的全厚度上由彈性狀態(tài)進(jìn)入塑性狀態(tài)時所對應(yīng)的載荷，此時意味著連接節(jié)點即將進(jìn)入失穩(wěn)狀態(tài)。表3和圖6給出了節(jié)點屈服載荷和極限載荷受螺栓直徑、主構(gòu)件厚度及端距影響的變化情況。屈服載荷和極限載荷隨螺栓直徑增大呈線性增加趨勢（圖6（a）），螺栓直徑從10 mm增至16 mm時，屈服強度和極限強度分別增加了50.18、48.59 kN。隨著主構(gòu)件厚度增加，屈服載荷基本保持穩(wěn)定，其值穩(wěn)定在60 kN左右;而極限載荷呈先增加后穩(wěn)定的變化趨勢，當(dāng)主構(gòu)件厚度從60 mm增至90 mm時，其增幅為21.7 kN，當(dāng)主構(gòu)件厚度增至90 mm后趨于穩(wěn)定（圖6（b））。隨著端距增大，屈服載荷基本保持穩(wěn)定，其值穩(wěn)定在60 kN左右;而極限載荷略有下降（圖6（c）），推測是由于本研究所設(shè)置端距為10d的試樣組中，在發(fā)生失效破壞前，Φ16-10d-60試樣組鋼板發(fā)生了彎曲，導(dǎo)致其承載能力尚未充分展現(xiàn)所致。

通過方差分析和多重比較（α=0.05）發(fā)現(xiàn)，螺栓直徑對屈服載荷和極限載荷影響均顯著（P值均為0.000），且兩兩試樣組間均存在顯著差異（同一圖中的不同字母表示兩者之間存在顯著差異;反之，兩者間無顯著差異）;主構(gòu)件厚度和端距對屈服載荷影響不顯著（P值分別為0.324、0.811），但對極限載荷影響均顯著（P值分別為0.006、0.000），說明極限載荷受螺栓直徑、主構(gòu)件厚度及端距三因素共同影響，與前人得到的單螺栓極限載荷受端距和厚徑比影響的結(jié)論一致[21]，同時也反應(yīng)出當(dāng)螺栓連接節(jié)點達(dá)到最小尺寸設(shè)計要求時，其承載能力受螺栓直徑影響作用最為明顯。

16組節(jié)點試樣均以Ⅲm型和Ⅳ型屈服破壞模式呈現(xiàn)，其中，螺栓直徑為10、12 mm，節(jié)點多為Ⅳ型，而螺栓直徑為14、16 mm的節(jié)點以Ⅲm型呈現(xiàn)（圖7）。由于主要側(cè)重對節(jié)點承載力的預(yù)測分析，在此對節(jié)點的破壞模式、剛度、延性率等其他性能不過多地做比較分析。

2.3 節(jié)點承載能力計算分析

因連接節(jié)點的結(jié)構(gòu)承載設(shè)計值應(yīng)考慮整體結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定性，故各國規(guī)范均將安全系數(shù)納入結(jié)構(gòu)設(shè)計的考慮范疇。但由于荷載和抗力的統(tǒng)計參數(shù)不同，包括節(jié)點破壞標(biāo)志點和抗力計算方法不同，導(dǎo)致安全可靠度計算方法亦不同，因此，不同國家規(guī)范間的可靠度安全系數(shù)并不等價。為了更準(zhǔn)確地評價連接節(jié)點本身的承載能力，在使用各國規(guī)范進(jìn)行承載力計算時，未將安全系數(shù)納入考慮范疇，直接基于連接節(jié)點承載力試驗值進(jìn)行比較分析。

中國2017版GB 50005在2003版的基礎(chǔ)上對螺栓節(jié)點承載力計算公式做了修正，用木材銷槽承壓強度替換了木材順紋抗壓強度，且突破了2003版對螺栓節(jié)點中對被連接木構(gòu)件的木材材質(zhì)等級相同的假定，能夠適用于不同材質(zhì)、不同強度等級的構(gòu)件組合而成的連接節(jié)點。2017版GB 50005雖未直接規(guī)定鋼夾板連接節(jié)點承載力的計算方法，但采用了美國NDS-2005規(guī)范的方法，在鋼夾板銷槽承壓強度不起控制作用時，可直接將鋼板視為一種銷槽承壓強度很高的“木材”，故鋼夾板承載力的計算方法與普通木材螺栓連接節(jié)點相同，只需將邊構(gòu)件的銷槽承壓強度采用相應(yīng)鋼板的銷槽承壓強度便可，且在螺栓承載力計算中，對于鋼銷產(chǎn)生塑性鉸的屈服模式是基于塑性不完全發(fā)展理論的[22]。不論基于何種屈服模式，螺栓連接承載力的計算均可歸結(jié)為銷槽有效承壓長度或銷槽有效承壓長度系數(shù)的確定。由于一般情況下鋼板不發(fā)生銷槽承壓破壞，故利用主構(gòu)件計算節(jié)點的承載力。鑒于此，可將2017版GB 50005所規(guī)定的螺栓連接節(jié)點每一剪切面承載力的理論計算公式表示如式（2）～式（4），并取3種模式下的最小值作為節(jié)點承載力理論計算值。

式中：α=c/a，c和a分別為主構(gòu)件厚度和邊構(gòu)件厚度;β=fhc/fha，fha和fhc分別為邊構(gòu)件和主構(gòu)件的銷槽承壓強度;d為螺栓直徑;η=a/d，為銷徑比;kep取1.0;fyk為螺栓抗彎屈服強度。

歐洲木結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范Eurocode 5中的螺栓連接節(jié)點破壞模式和相應(yīng)承載力計算公式是基于Johanson屈服理論提出的，單獨給出了鋼夾板和鋼填板螺栓連接節(jié)點每一剪切面承載力的計算式（式（5）），并將鋼板分為薄鋼板、厚鋼板兩種情況，且認(rèn)為厚鋼板對螺栓轉(zhuǎn)動有足夠的鉗制力，一般取j和m模式下的較小值作為理論計算值;而薄單板無明顯約束力，其單一剪面承載力的理論計算值則取j和k模式下的較小值。其中，式（5）中的破壞模式j(luò)、k及m分別對應(yīng)中國Ⅰ型、Ⅲ型和Ⅳ型破壞模式。

式中：Fv，Rk為每個剪切面的承載力;t2為主構(gòu)件厚度;fh，2，k為主構(gòu)件銷槽承壓強度;My，Rk為螺栓屈服彎矩，My，Rk=（fbsd3）/6。

試驗中螺栓連接節(jié)點均呈現(xiàn)Ⅲm型和Ⅳ型破壞模式，根據(jù)鋼板厚薄程度，分別采用模式k和m的公式計算各組螺栓連接節(jié)點的承載力。其中，鋼板薄厚以鋼板厚度t和螺栓直徑d的比值區(qū)分，當(dāng)t/d≥1時，視為厚鋼板;當(dāng)t/d≤0.5時，視為薄鋼板;當(dāng)0.5

以Φ10-10d-60試樣組為例，分別依據(jù)2017版GB 50005和Eurocode 5規(guī)范計算該螺栓節(jié)點的承載力理論計算值。其中，該試樣組的螺栓直徑為10 mm、主構(gòu)件厚度為60 mm、主構(gòu)件銷槽承壓強度為95.28 MPa、螺栓抗彎屈服強度為746.6 MPa、側(cè)構(gòu)件銷槽承壓強度為484 MPa（鋼板為Q420鋼，根據(jù)GB 50017所給出的鋼材銷槽承壓設(shè)計值440 MPa的基礎(chǔ)上，將其材料分項系數(shù)估計為1.1，此處取1.1倍的設(shè)計值作為其強度標(biāo)準(zhǔn)值[11]）、kep取1.0。此時，利用式（2）～式（4）求得3種屈服模式下螺栓節(jié)點試樣單一剪面的承載力理論計算值分別為56.27、26.62、35.56 kN，取三者中的最小值作為理論計算值，即為26.62 kN。因該節(jié)點為對稱雙剪連接，故該節(jié)點的承載力理論計算值即為53.24 kN。

由于Φ10-10d-60螺栓節(jié)點的鋼板厚度為6 mm、螺栓直徑為10 mm，其t/d值處于0.5和1之間，利用Eurocode 5規(guī)范計算承載力時，應(yīng)按薄、厚鋼板兩種情況的線性插值法求解節(jié)點單一剪面的承載力?；谑剑?）計算所得屈服模式j(luò)、k及m所對應(yīng)的單一剪面承載力分別為28.58、17.71、25.04 kN，取k和m模式下所對應(yīng)的計算值17.71、25.04 kN進(jìn)行線性插值求解，得該節(jié)點單一剪面的承載力計算值為19.18 kN，故該螺栓節(jié)點承載力的理論計算值為38.36 kN。

根據(jù)2017版GB 50005和Eurocode 5規(guī)范規(guī)定的承載力計算公式，獲得16組連接節(jié)點承載力計算值（見表3）。整體而言，基于兩規(guī)范計算的承載力理論計算值普遍比試驗值偏小，其中2017版GB 50005的理論計算值與實測值較為接近，但Eurocode 5的計算值誤差相對較大，這主要是由于Eurocode 5的承載力計算考慮了“繩索效應(yīng)”，即節(jié)點需要在很大的彎曲變形情況下，才可能在螺桿中產(chǎn)生顯著拉力并產(chǎn)生側(cè)向力方向的分量，但本試驗所用的鋼夾板螺栓連接因其形變量小，“繩索效應(yīng)”可忽略不計，致使各節(jié)點承載力理論計算值明顯小于試驗值，這也進(jìn)一步驗證了歐洲規(guī)范在不計“繩索效應(yīng)”情況下承載力計算結(jié)果偏低的結(jié)論[11]。對于2017版GB 50005理論計算值略有偏低但與實際情況較為接近的原因，主要是由于該規(guī)范對螺栓承載屈服的計算基于塑性不完全發(fā)展的塑性鉸的計算方法，使得螺栓節(jié)點承載力計算與實際工況較為接近。但從另一方面而言，2017版GB 50005承載力計算基于理想彈塑性材料本構(gòu)模型，導(dǎo)致其中部分屈服模式下的節(jié)點承載力理論計算值存在略有偏低的情況[23]。

從表3中還可以看出，Φ10-7d-135、Φ12-10d-135、Φ14-4d-135及Φ16-4d-135四組試樣基于2017版GB 50005計算的承載力明顯偏大，這主要是由于4組螺栓連接節(jié)點所設(shè)置的主構(gòu)件厚度均為135 mm，其對應(yīng)的厚徑比（c/d值）相對較大，分別為13.50、11.25、9.64及8.44，對整個連接節(jié)點而言，其具有“少筋”特征，螺栓在主構(gòu)件破壞前發(fā)生明顯屈服破壞現(xiàn)象，而主構(gòu)件本身卻未發(fā)生明顯破壞，此時主構(gòu)件的力學(xué)承載性能尚未充分展現(xiàn)，導(dǎo)致螺栓連接節(jié)點承載力試驗值明顯偏低;再者，因中國2017版GB 50005對螺栓承載能力的預(yù)測基于螺栓和主構(gòu)件同時發(fā)生屈服破壞的基礎(chǔ)上，故導(dǎo)致以上4組試樣的理論計算值與實測值存在較大偏差。這也說明，使用設(shè)計規(guī)范預(yù)測節(jié)點承載力的前提是節(jié)點的幾何構(gòu)造特征應(yīng)滿足相應(yīng)設(shè)計要求，盡量保證連接件和主構(gòu)件的力學(xué)優(yōu)勢能夠最大限度地發(fā)揮，使材料物盡其用。由表3可知，Φ10-10d-60、Φ10-4d-60、Φ12-7d-60及Φ12-4d-60四組節(jié)點實測值和理論計算值的偏差較其余試樣組稍大，這主要是由于以上4組節(jié)點試樣均呈Ⅳ型屈服模式，在鋼板處形成了兩個塑性鉸，且因各節(jié)點的銷槽壓力力臂小于在木構(gòu)件內(nèi)部形成塑性鉸的情況，致使以上節(jié)點所形成塑性鉸所需施加的作用力增大[23];再者，以上4組節(jié)點試樣的螺栓和主構(gòu)件同時發(fā)生了屈服破壞，此時螺栓和主構(gòu)件的承載能力均能充分發(fā)揮，最終表現(xiàn)出節(jié)點承載能力實測值比理論計算值偏大。這類屈服模式也正好與以上所提及的“中國2017版GB 50005對螺栓承載能力的預(yù)測基礎(chǔ)（即螺栓和主構(gòu)件同時發(fā)生屈服）”相吻合，屬于最為理想的屈服破壞模式，也進(jìn)一步印證了中國2017版GB 50005中部分屈服模式下的節(jié)點承載力計算值會略有偏低的情況。整體而言，采用2017版GB 50005計算所得的重組竹螺栓連接承載力誤差相對Eurocode 5較小，計算值與試驗值之間存在一定安全富余的空間，可以較好地預(yù)測重組竹鋼夾板螺栓連接的承載力。

3 結(jié)論

通過對16組48個重組竹鋼夾板單螺栓連接節(jié)點試樣進(jìn)行試驗分析，揭示了螺栓直徑、端距及主構(gòu)件厚度等因素對節(jié)點承載能力的影響規(guī)律，驗證了Foshci理論模型對重組竹鋼夾板單螺栓連接節(jié)點的適用性，分析評價了2017版GB 50005和European 5規(guī)范對重組竹鋼夾板螺栓連接承載力預(yù)測的準(zhǔn)確性，主要結(jié)論如下：

1）Foschi理論模型能夠反映節(jié)點試樣的線彈性階段和屈服后節(jié)點的變化特征，能較為全面地反映節(jié)點試樣的整個受力過程，這也進(jìn)一步證實了Foschi理論模型用于描述重組竹鋼夾板單螺栓連接節(jié)點的承載性能的適用性。

2）螺栓直徑對屈服載荷和極限載荷影響顯著，且屈服載荷和極限載荷隨螺栓直徑增大呈線性遞增趨勢;端距和主構(gòu)件厚度對屈服載荷影響不顯著，但對極限載荷影響顯著。這反映出當(dāng)螺栓連接節(jié)點達(dá)到最小尺寸設(shè)計要求時，其承載能力受螺栓直徑影響作用最為明顯。

3）Eurocode 5對重組竹鋼夾板單螺栓連接節(jié)點的承載力預(yù)測偏保守;而中國2017版GB 50005對重組竹螺栓連接節(jié)點承載力預(yù)測存在安全富余空間，在節(jié)點的幾何構(gòu)造特征滿足最小尺寸要求的前提下，能夠較好地預(yù)測重組竹鋼夾板螺栓連接節(jié)點的承載力。

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（編輯 胡玲）

收稿日期：2020-08-02

基金項目：湖南省自然科學(xué)基金（2020JJ5971）;湖南省林業(yè)科技創(chuàng)新項目（XLK201903）;湖南省教育廳優(yōu)秀青年基金（19B609）;國家自然科學(xué)基金（31800479）

作者簡介：李霞鎮(zhèn)（1985- ），博士，高級工程師，主要從事竹質(zhì)結(jié)構(gòu)工程材性能評價，E-mail：lixiazhen198500@163.com。

李賢軍（通信作者），教授，博士生導(dǎo)師，E-mail：lxjmu@163.com。

Received：2020-08-02

Foundation items：Natural Science Foundation of Hunan （No. 2020JJ5971）; Technological Innovation Fund of Hunan Forestry Department （No. XLK201903）; Scientific Research Fund of Hunan Provincial Education Department （No. 19B609）; National Natural Science Foundation of China （No. 31800479）

Author brief：LI Xiazhen （1985- ）， PhD， senior engineer， main research interest： bamboo-based structural material evaluation， E-mail： lixiazhen198500@163.com.

LI Xianjun （corresponding author）， professor， doctorial supervisor， E-mail： lxjmu@163.com.