轻型木结构 同济大学学术专著出版基金项目PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 轻型木结构房屋及其相关特性 1

1.1.1 轻型木结构房屋体系 1

1.1.2 轻型木结构房屋主要材料 2

1.1.3 轻型木结构房屋抗震性能 3

1.1.4 轻型木结构房屋环境友好性 4

1.1.5 轻型木结构房屋其余各项优势 5

1.1.6 轻型木结构房屋注意事项 6

1.2 国内外轻型木结构房屋应用与发展 6

1.2.1 国外轻型木结构房屋应用与发展 6

1.2.2 国内轻型木结构房屋应用与发展 8

1.3 国内外相关轻型木结构房屋研究概况 11

1.3.1 钉连接节点试验及其数学模型研究现状 11

1.3.2 木框架剪力墙试验及数值模拟研究现状 13

1.3.3 轻型木结构房屋试验及数值模拟研究现状 15

1.3.4 基于性能的轻型木结构房屋抗震设计方法研究现状 16

1.3.5 木楼盖振动控制及人致振动分析研究现状 17

1.3.6 轻木－混凝土混合结构研究现状 19

1.4 本书主要研究对象及各章节的关系 19

第2章 轻型木结构试验系列研究 21

2.1 引言 21

2.2 钉连接节点试验研究 21

2.2.1 试验方法 22

2.2.2 节点破坏模式 23

2.2.3 节点滑移承载力关系 24

2.2.4 结果应用 28

2.3 木框架剪力墙试验研究 29

2.3.1 试验方法 29

2.3.2 典型试验结果 32

2.3.3 结果应用 39

2.4 整体轻型木结构房屋试验研究 40

2.4.1 整体轻型木结构房屋静力试验研究概述 40

2.4.2 整体轻型木结构房屋模型低周反复加载试验研究 41

2.4.3 整体轻型木结构房屋模型模拟地震振动台试验研究 57

2.5 本章小结 66

第3章 轻型木结构房屋有限元模拟方法 67

3.1 引言 67

3.1.1 国外研究概况 67

3.1.2 国内研究概况 76

3.2 轻型木结构房屋精细化有限元建模方法 77

3.2.1 木框架构件之间的连接处理 77

3.2.2 钉连接节点承载力调整 80

3.2.3 有限元模型单元选择及相关材性参数 88

3.3 有限元模型验证 88

3.4 12.5mm及15.5mm板厚钉连接节点承载力调整 90

3.5 轻型木结构房屋简化有限元建模方法 93

3.5.1 钉连接节点恢复力模型 94

3.5.2 自定义弹簧单元 97

3.5.3 木框架剪力墙低周反复加载数值模拟结果 99

3.5.4 木框架剪力墙简化 100

3.5.5 简化的轻型木结构房屋整体模型 102

3.5.6 模型基本特性及动力分析结果 103

3.6 本章小结 106

第4章 轻型木结构房屋抗震性能分析及评价 107

4.1 引言 107

4.1.1 轻型木结构房屋抗震性能计算分析研究概况 107

4.1.2 采用自定义弹簧单元的轻型木结构房屋有限元模拟研究 108

4.1.3 采用专用轻型木结构房屋分析软件的有限元模拟研究 109

4.1.4 采用通用有限元程序的轻型木结构房屋有限元模拟研究 110

4.1.5 本书所采用的有限元模型及其优缺点 110

4.2 基于静力非线性分析的轻型木结构房屋抗震性能分析 110

4.2.1 地震作用确定 111

4.2.2 轻型木结构房屋非线性静力分析基本原理 112

4.2.3 结构基本动力参数计算结果 114

4.2.4 轻型木结构房屋不同水准地震作用下性能点计算结果 116

4.2.5 钉连接破坏过程 126

4.2.6 墙体端部墙骨柱上拔 131

4.3 基于静力非线性的轻型木结构房屋抗震性能评价 132

4.4 本章小结 134

第5章 基于性能的轻型木结构房屋抗震设计理论 136

5.1 引言 136

5.1.1 抗震设计方法沿革 136

5.1.2 现行轻型木结构房屋抗震设计方法概述 136

5.1.3 现行设计方法的不足 137

5.2 轻型木结构房屋抗震性能目标研究 138

5.2.1 国外研究概况 138

5.2.2 国内研究概况 139

5.2.3 非结构构件性能目标的研究 139

5.3 基于性能的轻型木结构房屋抗震设计方法 140

5.3.1 基于性能的轻型木结构房屋抗震设计方法概述 140

5.3.2 基于整体结构的直接位移设计法 141

5.3.3 基于单片墙体的直接位移设计法 143

5.4 标准木框架剪力墙变形－等效刚度系列曲线 146

5.4.1 标准墙体及其变形－等效刚度曲线 147

5.4.2 不同高宽比对墙体承载力的影响 152

5.4.3 洞口对墙体承载力的影响 153

5.5 直接基于位移的轻型木结构房屋抗震设计方法实例 156

5.5.1 工程概况 156

5.5.2 剪力墙布置 157

5.5.3 质量及刚度矩阵 159

5.5.4 大震下纵向各层等效刚度需求计算 160

5.5.5 刚度分配原则及纵向墙体的选择 161

5.5.6 三水准地震作用结构横向墙体设计结果 163

5.5.7 有效墙肢端部墙骨柱上拔力计算 164

5.6 本章小结 166

第6章 组合构件受力性能试验研究 167

6.1 引言 167

6.1.1 现行木楼盖设计方法 167

6.1.2 试验目的 170

6.2 试验设计 170

6.2.1 试件设计 170

6.2.2 仪器布置及数据采集 172

6.2.3 加载控制 174

6.3 试验结果及数据分析 174

6.3.1 数据处理说明 174

6.3.2 试验结果 175

6.3.3 试验数据分析 180

6.4 考虑翼缘－腹板部分滑移的组合梁受弯性能理论分析 189

6.4.1 考虑翼缘－腹板部分滑移的T型组合梁理论 189

6.4.2 相关材性及钉连接刚度 193

6.4.3 考虑翼缘－腹板部分滑移的T型组合梁抗弯刚度理论计算值 194

6.4.4 考虑翼缘腹板部分滑移的工字型组合梁理论 195

6.5 考虑翼缘－腹板部分滑移的组合梁数值有限元模型 197

6.5.1 组合梁建模方法 197

6.5.2 T型组合梁数值分析及其结果 199

6.5.3 工字型组合梁数值分析及其结果 201

6.6 考虑翼缘腹板部分组合作用的组合梁截面滑移研究 204

6.7 本章小结 206

第7章 木楼盖双向受力特性研究及其应用 208

7.1 引言 208

7.2 木楼盖双向特性数值模拟及理论研究 208

7.2.1 木楼盖有限元模型建模方法 208

7.2.2 均布荷载下木楼盖数值模拟分析 210

7.2.3 各向异性加劲板刚度及荷载分配计算方法 213

7.3 木楼盖平面范围内竖向荷载分配计算 216

7.3.1 钉连接节点刚度S值的确定 216

7.3.2 不同长宽比木楼盖竖向荷载分配计算 218

7.4 墙肢端部墙骨柱上拔力计算 221

7.4.1 水平荷载作用下墙肢端部墙骨柱上拔力计算 221

7.4.2 考虑重力荷载有利作用后墙肢端部墙骨柱上拔力 223

7.5 本章小结 229

第8章 木楼盖设计与人致振动分析及评价 230

8.1 引言 230

8.2 考虑楼面板－搁栅组合作用的木楼盖设计 230

8.2.1 木楼盖端部楼面板－搁栅滑移的规定 230

8.2.2 楼面板及搁栅材性 231

8.2.3 由楼面板－搁栅相对滑移决定的承载力 232

8.2.4 搁栅强度决定的承载力 236

8.2.5 搁栅挠度决定的承载力 241

8.3 考虑双向作用的木楼盖设计 249

8.4 木楼盖振动控制设计 254

8.4.1 人行荷载的特点 254

8.4.2 人行荷载作用下木楼盖的反应 254

8.4.3 国外研究概况 256

8.4.4 国内研究现状 259

8.4.5 木楼盖挠度及频率计算方法 260

8.4.6 采用矩形截面搁栅木楼盖振动控制设计跨度建议值 261

8.5 数值有限元法检校木楼盖振动舒适度 263

8.5.1 舒适度评价方法 263

8.5.2 木楼盖计算模型 265

8.5.3 计算结果 273

8.5.4 楼板人致振动舒适度评价 274

8.6 结论 275

第9章 轻木－混凝土混合结构抗震性能与设计理论研究 277

9.1 引言 277

9.2 轻木－混凝土混合结构抗震性能试验研究 277

9.2.1 试验设计 277

9.2.2 模型地震反应 280

9.3 轻木－混凝土混合结构弹性阶段抗震计算 289

9.3.1 结构抗震计算方法简述 289

9.3.2 弹性计算方法 289

9.3.3 弹性计算模型 290

9.3.4 模型动力特性试验值与计算值比较 290

9.3.5 地震作用计算结果 291

9.4 上部轻型木结构简化计算 299

9.4.1 问题的提出 299

9.4.2 反应谱试验结果分析 300

9.4.3 简化计算方法的适用条件 301

9.4.4 放大系数的确定 301

9.4.5 小结 302

第10章 轻型木结构房屋结构设计方法及实例 304

10.1 结构设计基本规定 304

10.2 构造设计法和工程设计法设计原则 305

10.3 结构体系和平面布置 308

10.4 设计指标和允许值 310

10.5 荷载及作用效应计算 311

10.5.1 一般规定 311

10.5.2 荷载取值 312

10.5.3 水平力分配法及剪力墙刚度计算 312

10.6 轻型木结构地震作用计算和结构抗震验算 315

10.6.1 一般规定 315

10.6.2 地震作用计算方法 316

10.6.3 底部剪力法 316

10.6.4 抗震验算细则 317

10.7 轻型木结构木框架剪力墙和楼屋盖设计 317

10.7.1 剪力墙设计一般规定 317

10.7.2 侧向荷载作用下的剪力墙设计 318

10.7.3 竖向荷载下的墙体设计 319

10.7.4 楼屋盖设计一般规定 320

10.7.5 侧向荷载作用下的楼屋盖设计 320

10.8 轻型木结构设计实例 325

10.8.1 荷载计算 325

10.8.2 屋架计算 329

10.8.3 剪力墙抗侧力计算 333

10.8.4 楼盖抗侧力计算 340

10.8.5 竖向荷载作用下剪力墙墙骨柱设计计算 342

10.8.6 竖向荷载作用下楼盖设计计算 347

10.8.7 墙体与楼盖及基础的连接计算 349

附录A 向峨小学部分建筑结构图 352

附录B 标准墙体单位长度变形—承载力及等效刚度曲线 362

附录C 木楼盖振动控制跨度建议值 370

参考文献 390