木框架剪力墙结构节点的试验方法和评价方法

——木框架剪力墙结构技术介绍 No.12——

节点试验分为以下四类： 

（1）通过直接对节点加载求得节点的刚度及承载力的强度试验。 

（2）为了通过计算求得节点的刚度及承载力而进行的主要材料等的承压强度试验。 

（3）为了通过计算求得节点的刚度及承载力而进行的连接件强度试验。 

（4）为了求得含水率及载荷持续时间等对节点的刚度及承载力的影响相关的各调整系数而对节点进行的试验。 

本规格只对上述四种试验中与（1）类相关的标准试验方法和评价方法加以规定。

2.1 节点 

两个以上构件连接部分的总称。 

2.2 榫卯 

由两个以上构件成直角或以一定角度连接起来的部分。 

2.3 接头 

两个构件在其轴心方向上相连接的部分。 

2.4 柱头柱脚节点 

指柱头节点和柱脚节点。 

2.5 横架材节点 

指柱梁节点和梁梁节点。 

2.6 柱脚节点 

指柱与地梁的接头、柱与基础的接头。 

柱与地梁端部连接时称为“边柱型”；柱与地梁的中心部相连接时称为“中柱型”。此外，柱与基础直接相连接时称为“锚固型”。 

2.7 柱头节点 

横架材贯通方式（抬梁式）的梁与柱的接头。 

2.8 柱梁节点 

竖向材贯通方式(越层柱式) 的梁与柱的接头。 

2.9 梁梁节点 

梁与梁之间相连接的榫卯及接头。

3.1 柱头柱脚节点抗拉试验 

3.2 柱头柱脚节点抗剪试验 

3.3 横架材端部节点材轴方向抗拉试验 

3.4 横架材端部节点厚度方向顺纹抗剪试验 

3.5 横架材端部节点厚度方向逆纹抗剪试验 

3.6 横架材端部节点材宽方向抗剪试验

4.1 试验材料应符合以下规定。 

1)木材品质应低于实际使用的木材强度等级。当试验材料为适合强度等级 TC11B 的木材时，该试验结果适用于所有大于强度等级 TC11B 的树种。 

2)木材含水率小于 18%。 

3)木材的密度以0.32t/m3～0.58t/m3（含水率15%时）为标准，原则上以采用实际使用树种中密度最低的树种作为试验材料。 

4.2 试件所使用的材料尺寸原则上应与建筑物实际使用材料的尺寸和形状相同。试件长度应以不影响试验结果为原则确定。 

4.3 同一尺寸和形状的试件的数量原则上为预备试验用1个和正式试验用6个。但在以各部分的尺寸、材料的品质为参数进行的系列试验中，同一条件的试件数量可以少于6 个。 

4.4 以放置在温度为 20±3℃、湿度为 65±5%的恒温恒湿条件下的试件为标准试件。但如果试验具有特殊目的，例如对使用于特殊环境下的节点进行试验，或试验场所受条件限制时，可不满足上述条件，但应记录实际的调湿等试验条件。 

4.5 试验的实施机构及实施场所不限于国内或国外。国外的实施机构出具的试验报告应翻译成英文或中文。

5.1 试件的设置方法应符合以下规定。 

（1）柱头柱脚节点的抗拉试验，按照图A5.1-1所示的方法设置试件

图A5.1-1 柱头柱脚节点抗拉试验的试件设置方法示例

（2）柱头柱脚节点的抗剪试验，按照图A5.1-2所示的方法设置试件。

图A5.1-2 柱头柱脚节点抗剪试验的试件设置方法示例

（3）横架材端部节点的材轴方向抗拉试验，按照图A5.1-3所示的方法设置试件。

图A5.1-3 横架材端部节点材轴方向抗拉试验的试件设置方法示例

（4）横架材端部节点的厚度方向顺纹抗剪试验，按照图A 5.1-4所示的方法设置试件。

图A5.1-4 横架材端部节点厚度方向顺纹抗剪试验的试件设置方法示例

（5）横架材端部节点的厚度方向逆纹抗剪试验，按照图A5.1-5所示的方法设置试件。

图A5.1-5 横架材节点厚度方向逆纹抗剪试验的试件设置方法示例

（6）横架材端部节点的材宽方向抗剪试验，按照图A5.1-6所示的方法设置试件。

图A5.1-6 横架材端部节点材宽方向抗剪试验的试件设置方法示例

5.2 满足以下规定的节点试验加载方法为标准加载方法。 

1)预备试验进行单调加载，正式试验中进行单侧重复加载。 

2)在正式试验中，按照单调加载试验中所得的屈服位移的 1/2、1、4、6、8、12、16倍的顺序重复加载。当未得到屈服位移时，按照最大载荷时位移的 1/10、2/10、3/10、4/10、5/10、6/10、7/10、1倍的顺序重复加载。 

3)当加载超过最大载荷后，加载一直持续至载荷降至最大载荷的 80%时，或节点遭受破坏时。 

4)在单调加载中，到达最大载荷的时间以 5-10 分钟为标准。此外，重复加载的加速度最好固定在每秒0.1 mm至10 mm 范围内的合理数值范围内。 

5.3 位移测定应符合以下规定。 

1)使用位移计测定构件间的相对位移和绝对位移中的任意一项或两项均测定。 

2)当在试样前后两处设置位移计时，应取所测定位移的平均值作为该部分的位移。

6.1 结构特征值应符合以下规定。 

1)节点的包络线根据最终被破坏的节点的载荷位移曲线制作而成。制作时，将最初开始时的测试点至顶点间的测试点相连，然后将各重复加载的顶点及各个测试点依次连接，最后将最大载荷之后的所有测试点连接起来。 

2)屈服应力 Py为0.1Pmax和 0.4Pmax连接的直线与 0.4Pmax与 0.9Pmax相连接直线斜面与载荷位移曲线（包络线）相接的直线的交点处的载荷值。Pmax为最大应力。 

3)屈服位移 δy为节点最初达到屈服应力 Py 时的位移。 

4)最大应力 Pmax为到达最终位移 δu时的最大载荷值。 

5)最终位移 δu为节点被破坏时的位移、最大载荷后到达0.8Pmax时的位移、特定位移三者中的最小值。标准特定位移值为30 mm。 

6)初期刚度 K 为原点与屈服点之间连线的倾斜。但是，对于经常承受单方向力的节点进行评价时可不考虑初期蠕变。 

7)最终应力 Pu 为到达最终位移 δu 时所吸收的动能与载荷位移曲线等价置换后的理想弹塑性模型的屈服应力值。

8)屈服点位移 δv为到达最终应力 Pu时理想弹塑性模型的位移。 

9)延展率μ为最终位移δu除以屈服点位移δv所得的值（δu/δv）。

图A 5.2 结构特征值的评价方法

6.2 设计强度和设计刚度按照以下规定计算。 

1)设计强度为屈服应力Py或最大应力Pmax的2/3平均值与各自的变异系数的乘积中的最小值。 

2)前项中的变异系数为，母集团的分布视为正规分布，并根据统计处理以置信水平75%的95%下临界值按照公式(A5—1)所求得的数值。

3)设计刚度适用初期刚度的置信水平75%的50%下临界值。用于求算置信水平75%的50%下临界值所使用的系数k适用表.A5.1的数值。

6.3 其他设计特征值应根据需要对试验结果进行统计处理后算出。