不同构造尺寸下山毛榉木榫旋转焊接SPF基材连接节点的抗剪性能

摘要

【目的】为明确构造尺寸对木榫旋转焊接节点抗剪性能的影响，并初步探究节点的群栓组合效应。【方法】采用山毛榉木榫旋转焊接SPF(spruce-pine-fir)基材，通过单剪试验，首先研究了端距、间距和行距对节点抗剪承载性能的影响规律，其次研究了不同直径下的单木榫和双木榫连接节点的抗剪承载性能。【结果】节点的抗剪承载性能主要取决于端距和间距，行距的影响较小。木榫剪切是最主要的节点破坏模式，但当端距≤4d (d为焊接后木榫直径)、间距≤3d时，基材发生了块剪和开裂，承载力大幅降低。随着端距、间距和行距尺寸的增大，节点的峰值荷载先增大后减小。当端距6d、间距5d、行距3d时，木榫旋转焊接节点的抗剪承载性能最优，其峰值荷载分别为3.36、6.68、6.97 kN。木榫旋转焊接连接节点中会存在明显的群栓组合效应，随着木榫直径的增加，节点的群栓组合系数呈现先减小后增大的趋势，当木榫直径≤10 mm时，群栓组合系数大于1.00。【结论】当选用山毛榉木榫旋转焊接SPF基材时，为保证节点的抗剪性能，节点的端距应不小于5d，间距应不小于4d，行距应不小于2d。推荐节点设计时参考端距6d、间距5d、行距3d。木榫旋转焊接节点的群栓组合系数受直径的影响明显，直径范围8～10 mm节点的群栓组合系数更大。

关键词

木榫 / 旋转焊接 / 抗剪性能 / 构造尺寸 / 群组效应