竹集成材-竹膠板釘節(jié)點(diǎn)力學(xué)性能

中圖分類號(hào)：S781.9 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1673-923X（2025）07-0156-08

Mechanical performance of laminated bamboo lumber - bamboo plywood nailed connections loaded monotonically

CHENGuo12，YING Feifei1， ZHANG Peng1， CHENFengcheng1，YINMingyang1 （1.Collegeoinsti7a;b MaterialsandStructuralTechnologyofBambooamp;WoodEngineringResearchCenter，Nanjing210o37，iangsu，China）

Abstract：【Objective】Inviewofthedeficienciesoftraditional woodtrusses interms ofbearingcapacityand theirpropensity to collapseetirelyhendamaged，anewtypeoflaminatedbamboolumber （LBL）trussisproposed.TheLBLtrussusesBLforboththe chordsandwebmembers，withachmemberconnectedbynailedbambooplywood（BP）Thejoint，asthecriticalpartbetweearious members，playadirectoleintestabilitydoad-beagcapacityofteru.I-deptheseachintothmechanicalproperofBBPnail joints under monotonic loading isofpositivesignfcance forthepromotionandaplicationofLBLtrusses.【Method】Taking the angle θ betweentheloadand the principalaxisoftheBPasaparameter，destructivetests wereconductedon6pureshear，2 sheartension，and12shear-compresionspecimens toexploretheirfailuremechanismsandmechanicalbehaviors.【Result】Theresults indicatedthat tefluremodesoftespecimensicudedBPplatefracturs，nailpeetrationthroughtheBPplate，localio failureof theBPplateunderthenailad，and“double-hinge”failureofthenails.Tefilureofpureshearandshear-tensionjoints primarilymanifestedasBPplatefracturesand“double-hinge”failureofthenails，whiletheshear-compresionspecimensmainly exhibited“double-inge”failureoftenailsInsomespecimens，theailheadswereembeddedintorpenetratedthroughteBPplate. Theultimatebearingcapacityofthepureshearspecimensisidepedentofteangle.Teultimateloadsofthshear-tensiopemens at the same angle were allhigher than those of the shear-compression specimens.For a difference of 90^° in angle θ ，the bearing capacity ofthespecimensisessentiallthsame.Theload-displacementcurvesdonotshowaclearyieldpoint.Theyieldloadestimatedbythe 5% naildiameteroetmetodisoeinineithtectaliaiondteHassaemoelanettefcteoad-dsplacent constitutiverelationshipofthejointsatvariousstagesofoading.【Conclusion】Thefailure mechanismofthenailedonectionshas benrevealeddrincityutilitydsenesigeddspactsiioe proposed.These findings provide design basis and reference for the application of bamboo trusses.

Keywords：bmbo;lamatedbooumbersilotionodaringapacityoad-dspacemetosiieel

竹子生長(zhǎng)速度快，成熟周期僅需 3～6a ，是一種極具潛力的可再生資源[1。然而，原竹壁薄中空，受生長(zhǎng)環(huán)境影響很大，導(dǎo)致其物理和力學(xué)性能參數(shù)存在顯著的差異。這種性能的差異性對(duì)原竹在工程領(lǐng)域中的應(yīng)用提出了巨大的挑戰(zhàn)，尤其是在標(biāo)準(zhǔn)化和質(zhì)量控制方面[2-5]。竹集成材（Laminatedbamboolumber，LBL）是一種新興的工程竹產(chǎn)品，首先將竹筒沿縱向劈開，去除竹青和竹黃后刨削成定寬、定厚的矩形截面竹片，干燥至 8%～12% 含水率后用膠黏劑將其黏合，最后經(jīng)熱壓、砂光等工序加工而成[6-10]。LBL克服了原竹存在的缺陷，開發(fā)利用LBL結(jié)構(gòu)材，有助于增加碳匯和保護(hù)生態(tài)環(huán)境，對(duì)于實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)具有重要意義。

木桁架廣泛應(yīng)用于國(guó)內(nèi)外木結(jié)構(gòu)建筑的樓（屋）蓋系統(tǒng)中，腹桿和弦桿常見的連接方式包括螺栓和金屬齒板。已有研究表明[12-13]，節(jié)點(diǎn)往往相較其他部位更易發(fā)生破壞，進(jìn)而給結(jié)構(gòu)安全帶來嚴(yán)重的不利影響，輕則變形過大，重則整體垮塌。學(xué)者們提出“以竹代木”，旨在減少對(duì)木材的依賴[14-16]。Xiao等[17]研究了螺栓連接竹桁架的力學(xué)性能，并將其成功應(yīng)用于竹屋蓋中。伍金梅等[18]提出一種膠合竹桁架，節(jié)點(diǎn)采用金屬齒板連接。Li等[9]采用鍍鋅齒板作為L(zhǎng)BL弦桿和腹桿的連接板。由于竹材硬度較大，部分板齒無法完全進(jìn)入竹材內(nèi)部，且板齒容易造成LBL發(fā)生縱向劈裂破壞。竹膠板（Bambooplywood，BP）是由竹篾（竹條）通過膠黏劑黏合而成的板材，上下相鄰層的竹篾纖維垂直排列。這種排列方式極大分散了釘頭進(jìn)入BP板時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力，從而降低了劈裂BP板的風(fēng)險(xiǎn)。鄭維等[20]發(fā)現(xiàn)采用螺釘替代鐵釘作為BP板的連接件可以獲得更高的承載能力，但節(jié)點(diǎn)破壞時(shí)容易發(fā)生脆斷。陳國(guó)等[21]系統(tǒng)探討了邊距、行距、中距和端距對(duì)LBL釘節(jié)點(diǎn)性能的影響，建議了釘間距的最小構(gòu)造要求，為釘接竹桁架的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

針對(duì)木桁架承載力較低，且破壞時(shí)整體垮塌的風(fēng)險(xiǎn)高[22]，提出一種新型的LBL桁架替代木桁架，使用BP作為節(jié)點(diǎn)板，并通過鐵釘將其與LBL相連。以LBL-BP釘節(jié)點(diǎn)為研究對(duì)象，探討節(jié)點(diǎn)純剪、剪-拉、剪-壓受力情況下的力學(xué)性能，明確節(jié)點(diǎn)的破壞模式和荷載-位移關(guān)系，并在單調(diào)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上提出承載力計(jì)算公式和荷載-位移本構(gòu)模型，以期為竹桁架的設(shè)計(jì)和分析提供理論依據(jù)。

1 試驗(yàn)概況

1.1 材料性能

LBL規(guī)格材采用 4～6 年生的毛竹為原料，委托廣州楠竹王竹業(yè)有限公司加工。實(shí)測(cè)其抗拉強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、彈性模量、密度和含水率分別為107.7、56.3、 10200MPa 、 0.75g/cm³ 和 7.9% 。由山東臨沂久筑建材有限公司提供的BP板，平面尺寸為 1.22m×2.44m ，厚度 9.5mm ，其縱向?yàn)橹鬏S方向，而橫向?yàn)榇屋S方向。BP的密度、含水率和彈性模量分別為 0.79g/cm³ 、 11.9% 和7 113MPa 。試驗(yàn)用光圓桿鐵釘由山東櫻花五金集團(tuán)公司生產(chǎn)，直徑 D 為 2.2mm ，長(zhǎng)度為 25mm 實(shí)測(cè)抗彎強(qiáng)度平均值為 455.2MPa 。相較于方形或六角形的桿身，光圓桿在穿透材料時(shí)能夠很好地適應(yīng)材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)，降低了損壞材料內(nèi)部的風(fēng)險(xiǎn)，且安裝和拆卸更便捷。圓形桿身在受荷時(shí)能夠均勻分布應(yīng)力，有效減少應(yīng)力集中。

1.2 試件設(shè)計(jì)

桁架節(jié)點(diǎn)板一般為對(duì)稱布置，使得荷載能夠在弦桿和腹桿間有效傳遞。參考木桁架節(jié)點(diǎn)實(shí)踐，設(shè)計(jì)的LBL-BP釘節(jié)點(diǎn)由2個(gè)邊部構(gòu)件、1個(gè)中部構(gòu)件和4塊節(jié)點(diǎn)板組成。中（邊）部構(gòu)件長(zhǎng) × 寬 × 厚為 300mm×90mm×40mm ，采用LBL制作。分別沿BP板主軸和次軸裁切長(zhǎng) 80mm ，寬 40mm 的小板作為連接板。為避免節(jié)點(diǎn)加荷過程中不發(fā)生整體傾斜的破壞現(xiàn)象，試件采用雙剪的形式?？紤]到竹桁架結(jié)構(gòu)中的弦桿與腹桿的實(shí)際受力情況，LBL-BP釘節(jié)點(diǎn)可分為三種受力情況，即純剪、剪-拉以及剪-壓，節(jié)點(diǎn)板中心距離邊部構(gòu)件和中部構(gòu)件頂部分別為100和 200mm 。試驗(yàn)過程中的中部構(gòu)件和邊部構(gòu)件將發(fā)生豎向錯(cuò)動(dòng)，BP板隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，為避免BP板轉(zhuǎn)動(dòng)碰撞影響試驗(yàn)結(jié)果，需要切掉邊長(zhǎng)為 5mm 的直角三角形。已有研究表明，直接錘擊打釘方式容易導(dǎo)致LBL產(chǎn)生縱向劈裂的現(xiàn)象，因此需預(yù)先在LBL和BP板相應(yīng)位置鉆孔，孔徑約為釘直徑的 80% ，孔深大致為釘長(zhǎng)的 90%^[23] 。鐵釘從側(cè)面貫穿BP板后分別進(jìn)入中部構(gòu)件和邊部構(gòu)件。圖1為BP板的釘端距、邊距、行距布置。

參考《木結(jié)構(gòu)試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》GB/T50329—2012^[24] 的要求，設(shè)計(jì)了10組試件，每組重復(fù)數(shù)為3個(gè)，共30個(gè)試件。根據(jù)荷載與BP板主軸的夾角 θ 及荷載與BP板長(zhǎng)度方向的夾角 α 劃分，如圖2所示。當(dāng) αlt;90^° 時(shí)，BP板處于剪-拉受力狀態(tài)；當(dāng) α=90^° 時(shí)，BP板處于純剪受力狀態(tài)；當(dāng) agt; 90^° 時(shí)，BP板處于剪-壓受力狀態(tài)。試件詳細(xì)參數(shù)見表1。

1.3 加載裝置

釘節(jié)點(diǎn)單調(diào)加載試驗(yàn)在萬能試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行，最大荷載為 50kN 。將試件平放于T型鋼底座平臺(tái)，中部構(gòu)件頂部的幾何中心與機(jī)器加載頭中心對(duì)齊，確保試件在加載過程中始終保持軸心受力狀態(tài)，避免發(fā)生傾斜現(xiàn)象（圖3）。在試件兩側(cè)對(duì)稱安裝一對(duì)量程為 50mm 的位移計(jì)，以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)中部構(gòu)件與邊部構(gòu)件之間的豎向相對(duì)位移變化情況。

參照ASTMD1761— 12^[25] 的要求，全程采用位移控制的加載方式，加載速率恒定為 2mm/min 豎向荷載和位移計(jì)數(shù)據(jù)由東華 DH3820 靜態(tài)應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)采集，采樣頻率為 10Hz 。當(dāng)承載力降至極限荷載（ F_max ）的 85% 左右或試件出現(xiàn)嚴(yán)重破壞時(shí)，結(jié)束試驗(yàn)。

2 試驗(yàn)現(xiàn)象

LBL-BP釘節(jié)點(diǎn)的破壞現(xiàn)象與受力情況以及角度 θ 有關(guān)，主要表現(xiàn)為BP板斷裂、釘子穿透BP板、釘帽下的BP板局部承壓破壞以及釘子“雙鉸”破壞。

加載初期，試件表面均無可見破壞，偶爾可聽到細(xì)微的竹篾纖維撕裂聲，這可能是由于BP板在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的缺陷所致。具體來說，如果膠水涂布不均勻或者施加的壓力不足，可能會(huì)在板材內(nèi)部形成局部的空隙。這些空隙會(huì)影響竹篾纖維在板內(nèi)的均勻分布。因此，當(dāng)受到荷載作用時(shí)，空隙區(qū)域的釘子下方的竹篾纖維會(huì)因?yàn)閮?nèi)力分布不均而更容易發(fā)生脆斷。隨著荷載的不斷增加，釘帽受到向內(nèi)的“拉拽力”越來越大，當(dāng)釘帽施加在BP板的壓應(yīng)力大于其極限壓應(yīng)變時(shí)，釘帽周邊局部區(qū)域的竹篾被壓潰，即發(fā)生了局部承壓破壞（圖4a）。與此同時(shí)，未與釘帽接觸的另一面的竹篾纖維鼓起程度愈發(fā)明顯，且伴隨著斷斷續(xù)續(xù)的竹篾劈裂聲。部分試件的釘帽受到“拉拽力”后繼續(xù)嵌入板內(nèi)并從板的另一面拉穿[2，即釘帽穿透BP板（圖4b）。

BP板主軸的纖維量比次軸的纖維量更多，但次軸的缺陷更多，因而導(dǎo)致純剪試件S-0和S-90開始出現(xiàn)不同的破壞現(xiàn)象。試件S-0破壞時(shí)主要表現(xiàn)為BP節(jié)點(diǎn)板斷裂，而試件S-90的連接板主軸垂直于荷載，最終以鐵釘在BP板和LBL結(jié)構(gòu)材內(nèi)部形成“雙鉸”而結(jié)束試驗(yàn)（圖4c）。盡管ST-30～ST-150 的節(jié)點(diǎn)板同時(shí)承受剪力和拉力，但破壞形態(tài)略有不同。ST-30和ST-60破壞時(shí)以鐵釘“雙鉸”破壞為主，而ST-120和ST-150主要表現(xiàn)為BP板拉斷（圖4d）。這主要是因?yàn)镾T-30和ST-60的節(jié)點(diǎn)板主軸與荷載的夾角小于 90^° ，節(jié)點(diǎn)板主軸向的承載能力更高。ST-120和ST-150的節(jié)點(diǎn)板主軸與荷載的夾角均大于 90^° ，分別為 120^° 和 150^° ，因而節(jié)點(diǎn)板被拉斷。而處于剪－壓復(fù)合受力狀態(tài)的試件破壞時(shí)主要表現(xiàn)為鐵釘“雙鉸”破壞。

3 結(jié)果與分析

3.1 荷載-位移曲線

圖5為試件SC-60在單調(diào)荷載作用下的荷載-位移曲線?？梢园l(fā)現(xiàn)：1）加載初期，荷載-位移曲線基本呈線性關(guān)系；2）承載力達(dá)0.4～0.6Fmax后，位移增速逐漸加快，進(jìn)入彈塑性階段；3）大多數(shù)試件達(dá)到 F_max 后與SC-60表現(xiàn)出相似的特征，荷載-位移曲線緩慢下降，直至破壞；4）但 θ 為 0^° 7120^° 和 150^° 的試件達(dá)到 F_max 后荷載迅速下降，發(fā)生破壞。

3.2 初始剛度

定義荷載-位移曲線上 10%F_max 和 40%F_max 兩點(diǎn)對(duì)應(yīng)的割線剛度作為初始剛度 K₀ 。各試件的初始剛度計(jì)算結(jié)果如表2所示。

式中： Δ_0.1 和 Δ_0.4 分別為 0.1F_max 和 0.4F_max 對(duì)應(yīng)的位移。

S-0和S-90的初始剛度分別為1.56和1.83kN/mm ，后者比前者大 17.3% 。ST-30 和ST-120的初始剛度大致相當(dāng)，前者比后者僅大 4.73% 。SC-30、SC-60、SC-120和SC-150的初始剛度分別為2.48、3.72、2.67和 3.93kN/mm ，角度相差90^° ，初始剛度差異較小，分別為 7.7% 和 5.6% 。純剪試件的初始剛度最低，剪拉和剪壓試件之間的差別較小。同類型節(jié)點(diǎn)，角度相差 90^° 的試件初始剛度大致相當(dāng)，個(gè)別差距稍大，可能是重復(fù)試件數(shù)較少的緣故。

3.3 極限荷載

由圖6可知，極限荷載 F_max 與夾角 θ 以及BP板的受力情況有關(guān)。S-0和S-90為純剪試件，二者的極限承載力基本一致。當(dāng)節(jié)點(diǎn)板同時(shí)承受剪力和拉力時(shí)，對(duì)比試件，ST-30的夾角 θ 為 30^° ，其極限承載力為 24.3kN ，ST-60、ST-120和ST-150的極限承載力分別為20.2、22.6和 17.9kNF_max 隨著荷載與BP板主軸的夾角 θ 增大而減小，夾角相差 90^° 的剪-拉試件的承載力大致相當(dāng)。對(duì)于剪-壓試件而言，夾角 θ 為 30^° 、 60^° 、 120^° 和 150^° 的極限荷載分別為11.9、17.5、12.2和16.5kN ， F_max 隨夾角 θ 增大而增大，角度相差90^° 的剪-壓試件的承載力基本相等。當(dāng)角度 θ 為30^° 、 60^° 、 120^° 和 150^° 時(shí)，剪-拉試件的極限荷載均高于剪-壓試件的極限荷載，前者分別高出后者 104.2% 、 15.4% 、 85.2% 和 8.5% 。

3.4 屈服荷載

在工程結(jié)構(gòu)的研究與設(shè)計(jì)過程中，屈服點(diǎn)是衡量材料或構(gòu)件性能的關(guān)鍵指標(biāo)，即產(chǎn)生塑性變形時(shí)的最小應(yīng)力值。但竹木結(jié)構(gòu)釘節(jié)點(diǎn)的荷載-位移曲線無明顯轉(zhuǎn)折點(diǎn)，目前尚無統(tǒng)一的確定方法，現(xiàn)有的各種方法有較大差異。

1）Kamp;C法：選取荷載-位移曲線上 50% 極 限荷載對(duì)應(yīng)的點(diǎn)為屈服點(diǎn)[27]。

2）CSIRO法：定義荷載-位移曲線上1.25Δ0.4F_max 所對(duì)應(yīng)的點(diǎn)為屈服點(diǎn)，其中 Δ0.4F_max 為 40%F_max 時(shí)對(duì)應(yīng)的位移[27]。

3） 5%D （ 5% 緊固件直徑）法[28]：以荷載- 位移曲線彈性段為基準(zhǔn)，作一條斜率為 K₀ 的斜直 線并沿橫坐標(biāo)向右平移 5%D 的水平位移。取該直 線和荷載-位移曲線交點(diǎn)與起始點(diǎn)之間的極限荷載 F_max 作為屈服荷載 F_y ，若不相交，則取曲線上極 限荷載 F_max 為 F_y 0

4）最遠(yuǎn)點(diǎn)法：在荷載-位移曲線上連接坐標(biāo)原點(diǎn)和峰值點(diǎn)，曲線上距連線最遠(yuǎn)點(diǎn)即為屈服點(diǎn)，若有多個(gè)點(diǎn)，則取這些點(diǎn)的荷載平均值[2]。

屈服荷載取值的4種方法對(duì)比結(jié)果見表3，可見最遠(yuǎn)點(diǎn)法所得結(jié)果明顯高于其余3種方法，高估了屈服荷載。Kamp;C法和CSIRO法所得結(jié)果相近，由于兩種方法選取的系數(shù)存在一定的主觀性，部分結(jié)果低估了屈服荷載。

以ST-120的荷載-位移曲線為例，如圖7所示， Kamp;C法和CSIRO法所取的點(diǎn)，尚處于彈性階段， 對(duì)比試驗(yàn)曲線， 5%D 能夠較為準(zhǔn)確地確定屈服點(diǎn)。 綜上所述， 5%D 偏移法更適合確定BP-LBL釘節(jié) 點(diǎn)的屈服點(diǎn)。

3.5 位移延性

延性是指材料或結(jié)構(gòu)在受到外力作用下，能夠發(fā)生塑性變形而不斷裂的能力，一般通過位移延性系數(shù) μ 進(jìn)行量化。位移延性系數(shù)越高，材料或結(jié)構(gòu)的延性越好，即在不斷裂的前提下，能夠承受更大的形變?；谖灰蒲有韵禂?shù)的不同取值，延性可以被劃分為4個(gè)等級(jí)[211：脆性（ ?μ?2? 、低延性 （2lt;μ?4 ）、中等延性（ .4lt;μ?6. ）和高延性 （μgt;6） ）。在LBL-BP釘節(jié)點(diǎn)單調(diào)試驗(yàn)中，純剪試件和剪壓試件的延性系數(shù)均大于6，展現(xiàn)出高延性的特征。相比之下，同時(shí)承受剪力和拉力的釘節(jié)點(diǎn)破壞時(shí)，其征兆不如純剪試件和剪壓試件明顯，呈現(xiàn)出低延性或中等延性的特征。

3.6 本構(gòu)關(guān)系

荷載-位移曲線是以直觀的方式展現(xiàn)了釘節(jié)點(diǎn)在受荷載作用下位移與荷載之間的關(guān)系，為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)可靠性與安全性評(píng)估等方面提供依據(jù)?，F(xiàn)有多種模型能夠預(yù)測(cè)單調(diào)荷載作用下的荷載－位移本構(gòu)關(guān)系，主要包括Chen等[30]、Mclain[1]和Hassanieh等[32]模型。

Foschi于1974年提出的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ湍壳氨粡V泛用于預(yù)測(cè)采用銷類連接件的木結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)的荷載－位移曲線：

式中： F₀ 為屈服后漸近線在 Y 軸上的截距， kN r₁ 為屈服后剛度與初始剛度的比值； Δ 為位移，mm ； K₀ 為初始剛度， kN/mm 。

Mclain采用對(duì)數(shù)模型模擬釘節(jié)點(diǎn)在荷載作用下的滑移性能，其表達(dá)式見式（3）。

F=Alog（1+BΔ）

式中： A 、 B 為常數(shù)，根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合確定。

Hassanieh提出了鋼夾板-木結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)的本構(gòu)關(guān)系表達(dá)式：

式中： K_p 和 K_s 分別為節(jié)點(diǎn)塑性階段和破壞階段的剛度， kN/mm; F₁ 為破壞前漸近線在Y軸上的截距，kN； n₁ 和 n₂ 為常系數(shù)。

圖8給出了SC-150的理論模型和試驗(yàn)曲線的比較。不難發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)oschi模型能大致反映釘節(jié)點(diǎn)在彈性段和彈塑性段的荷載-滑移性能，當(dāng)達(dá)到極限荷載后，這兩種理論模型明顯偏離了試驗(yàn)曲線，預(yù)測(cè)結(jié)果高估了破壞階段的荷載值。Mclain曲線在彈性階段可以較準(zhǔn)確地反映荷載－位移關(guān)系，但彈塑性階段后開始偏離試驗(yàn)曲線。Hassanieh計(jì)算模型與試驗(yàn)曲線的吻合較好，能夠真實(shí)地反映釘節(jié)點(diǎn)在各階段的荷載-位移本構(gòu)關(guān)系，可為BP-LBL釘節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)和有限元分析提供有益參考。

4結(jié)論

1）試件的破壞形態(tài)與節(jié)點(diǎn)形式相關(guān)，剪－壓釘節(jié)點(diǎn)試件的破壞始于釘子“雙鉸破壞”，純剪和剪-拉節(jié)點(diǎn)主要表現(xiàn)為BP板斷裂和釘子“雙鉸破壞”。部分試件的釘帽陷入BP板中，個(gè)別釘帽穿透BP板。

2）極限荷載 F_max 與夾角 θ 以及BP板的受力情況有關(guān)。夾角 θ 對(duì)純剪試件的承載力的影響較小。剪-拉試件的極限荷載隨夾角 θ 增加而減小，而剪-壓試件的承載力表現(xiàn)出相反的變化趨勢(shì)，隨夾角 θ 增加而增大。同一類型節(jié)點(diǎn)，夾角 θ 相差 90^° 試件的承載性能相近。

3）荷載-位移曲線無明顯屈服點(diǎn)。最遠(yuǎn)點(diǎn)法明顯高估了BP-LBL釘節(jié)點(diǎn)的屈服點(diǎn)，Kamp;C和CSIRO法部分結(jié)果低估了屈服荷載，而 5%D 法符合實(shí)際情況，能夠較好地確定節(jié)點(diǎn)的屈服點(diǎn)。

4）純剪試件和剪壓試件破壞前的征兆比較明顯，延性系數(shù)均大于6，表現(xiàn)出高延性的特征。而同時(shí)承受剪力和拉力的釘節(jié)點(diǎn)破壞前的征兆不如純剪試件和剪壓試件明顯，呈現(xiàn)出低延性或中等延性的特征。

5）Foschi能大致模擬釘節(jié)點(diǎn)在達(dá)到極限荷載前的滑移性能，但明顯高估了破壞階段的荷載，Mclain在彈塑性階段開始偏離試驗(yàn)曲線，而Hassanieh模型能夠準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)釘節(jié)點(diǎn)從開始加載至最終破壞的各個(gè)階段的荷載－位移關(guān)系。

5討論

1）木螺釘、不銹鋼釘、射釘?shù)阮愋歪斪咏?jīng)常作為金屬連接件應(yīng)用于木竹結(jié)構(gòu)中。每種釘子的材料特性、連接效果和耐久性都有所不同，有必要系統(tǒng)研究不同類型釘節(jié)點(diǎn)在受力性能方面的差異。

2）竹材具有吸濕膨脹以及干燥收縮的特性，這會(huì)導(dǎo)致釘子出現(xiàn)松動(dòng)現(xiàn)象。水分的存在還會(huì)促進(jìn)竹材內(nèi)部微生物的生長(zhǎng)，加速腐蝕和降解過程，從而最終降低結(jié)構(gòu)的使用壽命。因此，需采取相應(yīng)措施以應(yīng)對(duì)溫度和濕度等環(huán)境因素帶來的挑戰(zhàn)。

3）地震發(fā)生時(shí)，釘節(jié)點(diǎn)將面臨低周反復(fù)荷載的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。因此，深入分析釘節(jié)點(diǎn)的耗能能力、滯回曲線、剛度退化等關(guān)鍵性能指標(biāo)，對(duì)于提升結(jié)構(gòu)抗震性能和確保其安全至關(guān)重要。

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[本文編校：吳毅]