4.4.5 试验结果和分析
1)承载力
(1)加载结果
破坏形式为延性破坏,在承载力下降到80%的峰值之后停止加载,详见表4.22。
表4.22 试件加载结果
注:上述弯矩,暂简单采用“拉力×矢高”计算而得;“轴向变形”记录的是受压侧和受拉侧的平均变形,通过位移计获得。
(2)同设计截面应力对比
依据的设计节点内力(由设计方提供)如图4.25 所示。其中,节点承受拉力的工况下,拉力为48kN,弯矩为8.9kN·m。据此计算截面应力,并与试验测得的承载力计算而得的截面应力相比较。
试验与设计的对比情况见表4.23。同时,由于试件带有一定弧度,弯矩作用下受压侧为1 侧,受拉侧为2 侧。
图4.25 设计内力(截图)
表4.23 截面名义应力试验及设计结果
注:采用2 侧数据计算应力比。原因:1 侧拉力产生的拉应力与弯矩产生的压应力相互有抵消,认为该侧应力未达到破坏状态;应力均为以全截面计算得到的名义应力。表中的比例极限点是在荷载-变形曲线上利用“5% diameter”法确定的。
2)荷载-变形曲线
3 个试件的轴向拉力-轴向变形的关系曲线F-Δ 曲线如图4.26 所示。
其中,A 点为选取的比例极限点,B 点为极限承载力点。
图4.26 抗拉试件荷载-变形曲线
A 点及B 点的数据见表4.24。
表4.24 各曲线特征点荷载-变形数值表
3)破坏现象
(1)梁的顶/底面
梁的顶/底面破坏情况如图4.27 所示。
图4.27 梁顶/底面破坏现象
从图4.27 中可以看出,梁的主要破坏部位在于梁的顶底面,即螺钉打入处。该处产生沿梁顺纹方向的明显裂纹,从而导致螺钉产生滑移,最终承载力进入下降段。
(2)梁的侧面
梁的侧面破坏情况如图4.28 所示。
图4.28 梁的侧面破坏现象
从图4.28 可以看出,在“Z”字形节点的无连接区域(图中所示区域)产生了一些沿着受力方向的裂纹。
梁的侧面有较大的错动,具体情况如图4.29 所示。
(3)螺钉螺杆破坏情况
将木材除去,观察内部螺钉及钢筋的变形情况,螺钉、螺杆均有较大变形,但没有剪断,如图4.30 所示。
图4.29 梁的侧面错动情况
图4.30 螺钉、螺杆破坏情况