4.5.5 试验结果和分析
4.5.5.1 承载力
1）加载结果
试件加载结果数据见表4.27。
表4.27 加载结果数据表
计算简图如图4.36（无轴向约束）及图4.37（有轴向约束）所示。
图4.36 （无轴向约束）试件计算简图
图4.37 （有轴向约束）试件计算简图
（1）对于3 号试件、4 号试件，弯矩包含初始弯矩M0。计算M0 简图如图4.38 所示。
初始偏心距为58mm，由于初始轴力（通过传感器及端部应变片对比获取）3 号试件8.1kN，4 号试件5.5kN，故初始弯矩：
图4.38 （有轴向约束）试件初始弯矩M0 计算示意图（单位：mm）
3 号试件：M0=8.1×0.058=0.470kN ·m；
4 号试件：M0=5.5×0.058=0.319kN ·m。
（2）梁端的轴力通过应变片数据计算而得（另外要加上初始轴力）。弹性模量采用顺纹抗压弹性模量平均值7 662MPa，应变片为图4.33 中的12 号（即位于梁端中面处），极限数值：3 号试件300.54με，4 号试件250.04με，故梁端轴力：
3 号试件：N=8.1+300.54×7 662×160×320/109=126.01kN；
4 号试件：N=5.5+250.04×7 662×160×320/109=103.59kN。
2）截面应力结果对比
截面名义应力试验结果见表4.28。
表4.28 截面名义应力试验结果 单位：MPa
注：“+”号代表拉应力，“-”号代表压应力；应力均为以全截面计算的名义应力。
由表4.28 可知：试件加固后的受弯承载力有提高；施加轴向约束后，试件破坏时，节点区的受弯承载力有所提高，且受拉侧拉应力有所降低，更利于发挥木材相对较好的受压性能。
3）同设计截面应力对比
依据的设计节点内力（由设计方提供）见表4.29。
表4.29 设计内力
对于表4.29 设计组合序号2～5，计算设计的截面强度，并与2 中所求的实测截面强度进行对比。计算得到的数据见表4.30。
表4.30 截面名义应力设计结果 单位：MPa
注：“+”号代表拉应力，“-”号代表压应力；应力均为以全截面计算的名义应力。
由于轴向压力对2 侧（即弯矩受拉侧）而言，起抵消一部分压应力的有利作用，故设计验算仅验算1 侧强度，见表4.31。
表4.31 截面强度验算
最不利组合为内力组合3、4，应力比见表4.31，供设计方参考。
4.5.5.2 荷载-变形曲线
对3个试件的加载结果绘制弯矩-挠度曲线（挠度为跨中的相对挠度），如图4.39所示。
图4.39 弯矩-挠度曲线
由于曲线均没有明显地从比例段进入非线性段的拐点，故仅取极值点为特征点，数值见表4.32。
表4.32 曲线各特征点数值
由图4.39 可以看出：
（1）纯受弯的half-lap 节点的破坏模式为脆性破坏，实际结构中该节点会承受部分轴向压力（约束）作用，脆性破坏模式有所改善。
（2）在考虑轴向压力（约束）的情况下，曲线反映出一定的非线性段，比纯受弯情况有更好的延性，即在破坏前有更大的变形。
4.5.5.3 破坏现象
试件的破坏形式均为木材的劈裂破坏，属于脆性破坏，具体位置为节点连接部位的截面较小处，如图4.40～图4.43 所示。
图4.40 1 号试件节点区破坏图
图4.41 2 号试件节点区破坏图
图4.42 3 号试件节点区破坏图
图4.43 4 号试件节点区破坏图
从图4.40～图4.43 可以看出，裂缝开展得越来越小。2 号试件采取了加固措施，打入了层间螺钉，从而限制了该处裂缝的开展；3 号试件、4 号试件施加了轴向约束，从而进一步限制了图示裂纹的开展。
施加了轴向约束后，3 号试件、4 号试件在极限状态时，受压区的压应力较大，发生了压弯破坏，在靠近梁中上部的区域内出现了明显的劈裂裂纹或者由于天然缺陷导致的破坏，如图4.44 所示。
图4.44 3 号试件、4 号试件截面中上部破坏情况