銀錠榫連接對CLT墻體力學性能的影響及優(yōu)化策略研究

一、引言1.1研究背景與意義隨著人們對綠色建筑和可持續(xù)發(fā)展的關注度不斷提高，木結(jié)構(gòu)建筑因其環(huán)保、可再生、輕質(zhì)高強等優(yōu)點，在建筑領域得到了越來越廣泛的應用。正交膠合木（Cross-LaminatedTimber，CLT）作為一種新型的工程木質(zhì)材料，由多層實木板材按正交方向膠合而成，具有較高的強度和穩(wěn)定性，能夠滿足現(xiàn)代建筑對結(jié)構(gòu)性能的要求，被廣泛應用于多高層建筑、公共建筑等領域。在木結(jié)構(gòu)建筑中，連接節(jié)點是保證結(jié)構(gòu)整體性和力學性能的關鍵部位。節(jié)點的性能直接影響到結(jié)構(gòu)的承載能力、剛度、延性和抗震性能等。傳統(tǒng)的CLT墻體連接方式主要采用金屬連接件，如螺栓、螺釘、角鋼等，這些連接方式雖然具有一定的強度和可靠性，但也存在一些問題，如金屬連接件易腐蝕、與木材的協(xié)同工作性能較差、施工工藝復雜等。此外，金屬連接件的使用還會增加建筑的成本和環(huán)境負擔。銀錠榫連接作為一種傳統(tǒng)的榫卯連接方式，具有悠久的歷史和豐富的文化內(nèi)涵。它通過榫頭和卯眼的相互咬合，實現(xiàn)木材構(gòu)件之間的連接，具有良好的整體性、穩(wěn)定性和抗震性能。銀錠榫連接在古建筑中得到了廣泛的應用，如中國的故宮、天壇等古建筑，都采用了銀錠榫連接方式，歷經(jīng)數(shù)百年的風雨依然屹立不倒。將銀錠榫連接應用于CLT墻體，不僅可以充分發(fā)揮其傳統(tǒng)優(yōu)勢，還可以為現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)建筑提供一種新的連接方式，具有重要的理論和實踐意義。本研究旨在深入探究銀錠榫連接組合式CLT墻體的力學性能，通過實驗研究和數(shù)值模擬等方法，分析銀錠榫連接的受力機理、破壞模式和力學性能指標，為銀錠榫連接在CLT墻體中的應用提供科學依據(jù)和技術(shù)支持。具體而言，本研究的意義主要體現(xiàn)在以下幾個方面：推動木結(jié)構(gòu)建筑技術(shù)創(chuàng)新：銀錠榫連接作為一種新型的CLT墻體連接方式，具有獨特的力學性能和優(yōu)勢。通過對其力學性能的研究，可以為木結(jié)構(gòu)建筑的連接技術(shù)創(chuàng)新提供新的思路和方法，推動木結(jié)構(gòu)建筑技術(shù)的發(fā)展。提高木結(jié)構(gòu)建筑的安全性和可靠性：連接節(jié)點是木結(jié)構(gòu)建筑的薄弱環(huán)節(jié)，其性能直接影響到建筑的安全性和可靠性。本研究通過對銀錠榫連接組合式CLT墻體力學性能的研究，可以深入了解其受力機理和破壞模式，為節(jié)點的設計和優(yōu)化提供科學依據(jù)，從而提高木結(jié)構(gòu)建筑的安全性和可靠性。促進綠色建筑和可持續(xù)發(fā)展：木結(jié)構(gòu)建筑是一種綠色環(huán)保的建筑形式，符合可持續(xù)發(fā)展的理念。銀錠榫連接作為一種天然的木材連接方式，不使用金屬連接件，減少了對環(huán)境的污染和資源的消耗。本研究的開展有助于推廣木結(jié)構(gòu)建筑的應用，促進綠色建筑和可持續(xù)發(fā)展。豐富木結(jié)構(gòu)建筑的文化內(nèi)涵：銀錠榫連接是中國傳統(tǒng)建筑文化的重要組成部分，具有深厚的文化底蘊。將銀錠榫連接應用于現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)建筑，不僅可以提高建筑的結(jié)構(gòu)性能，還可以傳承和弘揚中國傳統(tǒng)建筑文化，豐富木結(jié)構(gòu)建筑的文化內(nèi)涵。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀近年來，隨著木結(jié)構(gòu)建筑的快速發(fā)展，CLT墻體的力學性能和連接節(jié)點的研究成為了國內(nèi)外學者關注的熱點。以下將分別從銀錠榫連接和CLT墻體力學性能兩個方面對國內(nèi)外研究現(xiàn)狀進行綜述。1.2.1銀錠榫連接研究現(xiàn)狀銀錠榫作為一種傳統(tǒng)的榫卯連接方式，在古建筑中有著廣泛的應用。然而，目前對于銀錠榫連接的研究主要集中在古建筑的修復和保護領域，針對其力學性能的研究相對較少。在國內(nèi)，一些學者對古建筑中的銀錠榫連接進行了調(diào)查和分析，探討了其構(gòu)造特點和力學性能。例如，有學者對故宮古建筑中的銀錠榫連接進行了詳細的研究，發(fā)現(xiàn)銀錠榫連接具有良好的整體性和穩(wěn)定性，能夠有效地傳遞荷載，提高結(jié)構(gòu)的抗震性能。此外，一些學者還通過數(shù)值模擬和實驗研究等方法，對銀錠榫連接的力學性能進行了深入探討。如通過有限元分析軟件，建立了銀錠榫連接的力學模型，分析了其在不同荷載作用下的應力分布和變形情況，研究結(jié)果表明，銀錠榫連接的力學性能與榫頭和卯眼的尺寸、形狀、配合精度等因素密切相關。在國外，也有一些學者對銀錠榫連接進行了研究。例如，有學者對歐洲古建筑中的銀錠榫連接進行了調(diào)查和分析，發(fā)現(xiàn)銀錠榫連接在歐洲古建筑中也有著廣泛的應用，并且具有良好的力學性能。此外，一些學者還通過實驗研究等方法，對銀錠榫連接的力學性能進行了深入探討。如通過拉伸試驗和剪切試驗，研究了銀錠榫連接的抗拉強度和抗剪強度，結(jié)果表明，銀錠榫連接的抗拉強度和抗剪強度均較高，能夠滿足木結(jié)構(gòu)建筑的使用要求。1.2.2CLT墻體力學性能研究現(xiàn)狀CLT墻體作為木結(jié)構(gòu)建筑的主要承重構(gòu)件，其力學性能直接影響到建筑的安全性和可靠性。因此，國內(nèi)外學者對CLT墻體的力學性能進行了大量的研究。在國內(nèi)，一些學者通過實驗研究和數(shù)值模擬等方法，對CLT墻體的抗壓、抗彎、抗剪等力學性能進行了深入探討。如通過足尺試驗，研究了CLT墻體在軸心受壓和偏心受壓情況下的力學性能，分析了其破壞模式和承載能力；通過有限元分析軟件，建立了CLT墻體的力學模型，分析了其在不同荷載作用下的應力分布和變形情況。此外，一些學者還對CLT墻體的連接節(jié)點進行了研究，探討了不同連接方式對CLT墻體力學性能的影響。如通過試驗研究，比較了自攻螺釘連接、螺栓連接和榫卯連接等不同連接方式下CLT墻體節(jié)點的抗剪性能和耗能能力，結(jié)果表明，榫卯連接具有較好的延性和耗能能力，能夠有效地提高CLT墻體的抗震性能。在國外，CLT墻體的研究起步較早，已經(jīng)取得了較為豐富的研究成果。一些學者通過實驗研究和數(shù)值模擬等方法，對CLT墻體的力學性能進行了全面的研究。如通過試驗研究，分析了CLT墻體的抗壓強度、抗彎強度、抗剪強度等力學性能指標，并建立了相應的力學模型；通過數(shù)值模擬，研究了CLT墻體在地震作用下的動力響應和破壞模式，為CLT墻體的抗震設計提供了理論依據(jù)。此外，國外學者還對CLT墻體的防火、防潮、防腐等性能進行了研究，提出了相應的改進措施和建議。1.2.3研究現(xiàn)狀總結(jié)與不足綜上所述，國內(nèi)外學者在銀錠榫連接和CLT墻體力學性能方面已經(jīng)取得了一定的研究成果。然而，目前的研究還存在一些不足之處，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：銀錠榫連接研究方面：雖然銀錠榫連接在古建筑中有著廣泛的應用，但目前對于其力學性能的研究還不夠深入，缺乏系統(tǒng)的理論分析和實驗研究。此外，銀錠榫連接在現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)建筑中的應用研究還比較少，需要進一步探索其在現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)建筑中的可行性和優(yōu)勢。CLT墻體力學性能研究方面：雖然國內(nèi)外學者對CLT墻體的力學性能進行了大量的研究，但目前的研究主要集中在CLT墻體的基本力學性能和連接節(jié)點的研究上，對于CLT墻體在復雜受力狀態(tài)下的力學性能和破壞機理的研究還不夠深入。此外，CLT墻體的防火、防潮、防腐等性能的研究還需要進一步加強。銀錠榫連接與CLT墻體結(jié)合研究方面：目前，將銀錠榫連接應用于CLT墻體的研究還比較少，缺乏對銀錠榫連接組合式CLT墻體力學性能的系統(tǒng)研究。因此，需要進一步開展相關研究，深入探究銀錠榫連接組合式CLT墻體的力學性能和破壞機理，為其在現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)建筑中的應用提供科學依據(jù)和技術(shù)支持。針對以上不足，本研究將以銀錠榫連接組合式CLT墻體為研究對象，通過實驗研究和數(shù)值模擬等方法，深入探究其力學性能和破壞機理，為銀錠榫連接在CLT墻體中的應用提供科學依據(jù)和技術(shù)支持。1.3研究內(nèi)容與方法本研究旨在深入探究銀錠榫連接組合式CLT墻體的力學性能，為其在現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)建筑中的應用提供科學依據(jù)和技術(shù)支持。具體研究內(nèi)容與方法如下：1.3.1研究內(nèi)容銀錠榫連接CLT墻體試件設計與制作：根據(jù)相關標準和規(guī)范，設計不同尺寸和參數(shù)的銀錠榫連接CLT墻體試件，包括榫頭和卯眼的尺寸、形狀、配合精度等。選用合適的木材和膠粘劑，按照設計要求制作試件，確保試件的質(zhì)量和性能符合實驗要求。銀錠榫連接CLT墻體力學性能試驗研究：對制作好的銀錠榫連接CLT墻體試件進行力學性能試驗，包括抗壓試驗、抗彎試驗、抗剪試驗等。通過試驗，獲得試件的荷載-位移曲線、破壞模式、極限承載力、剛度等力學性能指標，分析銀錠榫連接的受力機理和破壞模式。銀錠榫連接CLT墻體數(shù)值模擬分析：利用有限元分析軟件，建立銀錠榫連接CLT墻體的數(shù)值模型，對其在不同荷載作用下的力學性能進行模擬分析。通過數(shù)值模擬，得到試件的應力分布、變形情況等信息，與試驗結(jié)果進行對比驗證，進一步深入了解銀錠榫連接CLT墻體的力學性能和破壞機理。銀錠榫連接CLT墻體力學性能理論分析：基于木材力學、結(jié)構(gòu)力學等相關理論，建立銀錠榫連接CLT墻體的力學性能計算模型，推導其極限承載力、剛度等力學性能指標的計算公式。通過理論分析，為銀錠榫連接CLT墻體的設計和應用提供理論依據(jù)。銀錠榫連接CLT墻體影響因素分析：分析榫頭和卯眼的尺寸、形狀、配合精度、木材種類、膠粘劑性能等因素對銀錠榫連接CLT墻體力學性能的影響，確定各因素的影響規(guī)律和程度。通過影響因素分析，為銀錠榫連接CLT墻體的優(yōu)化設計提供參考。銀錠榫連接CLT墻體抗震性能研究：采用擬靜力試驗和動力時程分析等方法，研究銀錠榫連接CLT墻體在地震作用下的抗震性能，包括滯回性能、耗能能力、延性等。通過抗震性能研究，評估銀錠榫連接CLT墻體的抗震能力，為其在抗震設計中的應用提供依據(jù)。1.3.2研究方法試驗研究法：通過設計和制作銀錠榫連接CLT墻體試件，進行力學性能試驗，直接獲取試件的力學性能指標和破壞模式。試驗研究法能夠直觀地反映銀錠榫連接CLT墻體的力學性能，為數(shù)值模擬和理論分析提供基礎數(shù)據(jù)。數(shù)值模擬法：利用有限元分析軟件，建立銀錠榫連接CLT墻體的數(shù)值模型，對其在不同荷載作用下的力學性能進行模擬分析。數(shù)值模擬法可以彌補試驗研究的不足，能夠深入分析試件的應力分布、變形情況等信息，為試驗研究提供理論支持。理論分析法：基于木材力學、結(jié)構(gòu)力學等相關理論，建立銀錠榫連接CLT墻體的力學性能計算模型，推導其力學性能指標的計算公式。理論分析法能夠從理論上解釋銀錠榫連接CLT墻體的力學性能和破壞機理，為其設計和應用提供理論依據(jù)。對比分析法：將銀錠榫連接CLT墻體的試驗結(jié)果、數(shù)值模擬結(jié)果和理論分析結(jié)果進行對比分析，驗證模型的準確性和可靠性。同時，對比不同因素對銀錠榫連接CLT墻體力學性能的影響，確定各因素的影響規(guī)律和程度。文獻研究法：查閱國內(nèi)外相關文獻資料，了解銀錠榫連接和CLT墻體力學性能的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，為本研究提供理論基礎和參考依據(jù)。二、銀錠榫連接與CLT墻體概述2.1銀錠榫連接介紹銀錠榫，又叫木銷拼接榫、蝴蝶榫，是一種較為獨特的榫卯結(jié)構(gòu)，其兩頭大、中腰細，形狀與銀錠相似，故而得名。作為一種傳統(tǒng)的連接方式，銀錠榫歷史悠久，在古代建筑、家具制作等領域發(fā)揮了重要作用。從結(jié)構(gòu)特點來看，銀錠榫的獨特外形使其在連接時具有較好的穩(wěn)定性。其兩端較寬的部分能夠提供較大的接觸面積，增強了與卯眼之間的摩擦力和咬合力，從而有效防止連接部位的松動和脫落。而中間較細的部分則使得榫頭在插入卯眼時更加順暢，同時也能在一定程度上適應木材的變形和收縮。在古建筑中，銀錠榫常用于柱子與額枋、檐枋等水平構(gòu)件的連接，以及平板枋之間、檁條之間的連接。在故宮的建筑中，銀錠榫被廣泛應用于木構(gòu)件的連接，歷經(jīng)數(shù)百年的風雨洗禮，依然保持著良好的結(jié)構(gòu)性能。銀錠榫的工作原理基于木材之間的相互咬合和摩擦力。當榫頭插入卯眼后，兩端寬大的部分與卯眼緊密貼合，形成了較大的承壓面積，能夠承受較大的荷載。在受到外力作用時，銀錠榫通過自身的變形和摩擦力來消耗能量，從而保護整個結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。當建筑受到地震作用時，銀錠榫能夠通過自身的變形來吸收地震能量，減少結(jié)構(gòu)的損傷。銀錠榫的應用場景較為廣泛，在古建筑修復和保護中，銀錠榫常常被用于修復受損的木構(gòu)件連接部位，由于其能夠較好地還原古建筑的原有結(jié)構(gòu)和工藝，因此備受青睞；在傳統(tǒng)家具制作中，銀錠榫也被廣泛應用于抽屜、柜門等部件的連接，能夠保證家具的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和使用壽命；在一些現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)建筑中，銀錠榫也被創(chuàng)新性地應用于木結(jié)構(gòu)框架的連接，為木結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展提供了新的思路和方法。與其他榫卯連接方式相比，銀錠榫具有一些獨特的優(yōu)勢。銀錠榫的連接強度較高，能夠承受較大的荷載，適用于一些對結(jié)構(gòu)強度要求較高的場合；銀錠榫的穩(wěn)定性較好，能夠有效防止連接部位的松動和脫落，提高結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性；銀錠榫的安裝相對簡單，不需要復雜的工具和技術(shù)，能夠提高施工效率。銀錠榫也存在一定的局限性。由于其形狀較為特殊，制作難度較大，對工匠的技術(shù)水平要求較高；銀錠榫的修復和更換相對困難，一旦出現(xiàn)問題，需要專業(yè)人員進行處理；在一些特殊環(huán)境下，如潮濕、高溫等，銀錠榫的性能可能會受到影響，從而降低結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。2.2CLT墻體介紹CLT墻體作為現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)建筑的關鍵部件，正逐漸在建筑領域嶄露頭角。它的出現(xiàn)，為建筑行業(yè)帶來了新的發(fā)展機遇和變革。CLT墻體由多層實木板材按正交方向膠合而成，一般由3-9層奇數(shù)木板組成，相鄰層的木紋方向呈90度交錯貼合。這種獨特的結(jié)構(gòu)形式使得CLT墻體在力學性能、材料特性等方面展現(xiàn)出卓越的優(yōu)勢。CLT墻體使用的實木板材通常選用云杉、松木、冷杉等針葉樹種，這些木材具有輕質(zhì)高強、紋理直、結(jié)構(gòu)均勻等特點。在制作過程中，首先對木材進行嚴格篩選，去除有缺陷的部分，確保原材料的質(zhì)量。接著，對木材進行刨平、切割等加工處理，使其達到規(guī)定的尺寸和精度要求。之后，在木材表面均勻涂抹高性能的結(jié)構(gòu)膠粘劑，如酚醛樹脂膠、聚氨酯膠等，這些膠粘劑具有良好的粘結(jié)強度和耐久性，能夠確保板材之間的牢固連接。將涂膠后的板材按照正交方向逐層堆疊，放入大型壓力機中進行壓制，在一定的壓力和溫度條件下，膠粘劑固化，使板材緊密膠合在一起，形成高強度的CLT墻體。在建筑應用中，CLT墻體具有諸多顯著優(yōu)勢。在力學性能方面，CLT墻體具有較高的抗壓、抗彎和抗剪強度。正交膠合的結(jié)構(gòu)使其能夠有效地抵抗各個方向的荷載，為建筑提供穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)支撐。在實際工程中，CLT墻體可作為承重墻使用，能夠承受較大的豎向荷載，同時在水平荷載作用下，也能保持良好的結(jié)構(gòu)性能，不易發(fā)生破壞。CLT墻體的抗震性能優(yōu)異，由于木材本身具有一定的柔韌性和耗能能力，在地震作用下，CLT墻體能夠通過自身的變形吸收和耗散地震能量，減少結(jié)構(gòu)的破壞程度。相關研究表明，CLT結(jié)構(gòu)建筑在地震中的表現(xiàn)優(yōu)于傳統(tǒng)的磚石結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)建筑。從環(huán)保可持續(xù)角度來看，CLT墻體的原材料木材是一種可再生資源，其生長過程中能夠吸收二氧化碳，對環(huán)境具有積極的影響。相比傳統(tǒng)的建筑材料，如鋼材和混凝土，CLT墻體在生產(chǎn)過程中消耗的能源更少，產(chǎn)生的碳排放也更低。此外，CLT墻體的生產(chǎn)過程中基本不產(chǎn)生廢料，所有邊角料都可應用在其他工序中，提高了材料的利用率。在施工過程中，CLT墻體的安裝方便快捷，能夠有效縮短施工周期。由于CLT墻體可以在工廠進行預制，運至施工現(xiàn)場后只需進行組裝，減少了現(xiàn)場濕作業(yè)和施工噪音，對周圍環(huán)境的影響較小。同時，CLT墻體質(zhì)量輕，能夠相應減輕基礎承重壓力，減少基礎用量，降低了建筑成本。隨著人們對綠色建筑和可持續(xù)發(fā)展的關注度不斷提高，CLT墻體在建筑領域的應用前景十分廣闊。在住宅建筑中，CLT墻體可用于建造多層和高層住宅，為居民提供舒適、環(huán)保的居住環(huán)境。在公共建筑領域，如學校、醫(yī)院、圖書館等，CLT墻體的應用也越來越廣泛，其獨特的美學效果和良好的聲學性能，能夠為人們創(chuàng)造出更加宜人的空間氛圍。在未來，隨著技術(shù)的不斷進步和創(chuàng)新，CLT墻體的性能將不斷提升，應用范圍也將進一步擴大，有望成為建筑行業(yè)的主流材料之一。2.3銀錠榫連接組合式CLT墻體的構(gòu)造與特點銀錠榫連接組合式CLT墻體是一種將銀錠榫連接方式應用于CLT墻體的新型結(jié)構(gòu)形式，其構(gòu)造方式獨特，力學性能特點鮮明，在建筑中具有廣闊的應用潛力。銀錠榫連接組合式CLT墻體主要由CLT板材和銀錠榫連接件組成。CLT板材作為墻體的主要承重部分，提供了結(jié)構(gòu)的強度和穩(wěn)定性。銀錠榫連接件則用于連接CLT板材，實現(xiàn)墻體的組裝和整體性。在構(gòu)造上，首先根據(jù)設計要求，在CLT板材的連接部位加工出與銀錠榫形狀相匹配的卯眼。銀錠榫的形狀為兩頭大、中腰細，類似銀錠，其材質(zhì)通常選用與CLT板材相同或相近的木材，以保證兩者之間的協(xié)同工作性能。在安裝時，將銀錠榫的榫頭插入CLT板材的卯眼中，使板材之間緊密連接。為了進一步增強連接的可靠性，可在榫頭與卯眼之間涂抹適量的結(jié)構(gòu)膠粘劑，如酚醛樹脂膠、聚氨酯膠等，這些膠粘劑能夠填充榫頭與卯眼之間的微小間隙，提高連接的強度和耐久性。此外，還可以在銀錠榫連接部位設置一些輔助連接件，如木銷、螺栓等，以增強墻體的整體性和穩(wěn)定性。這種組合式墻體在力學性能方面展現(xiàn)出諸多優(yōu)勢。銀錠榫連接能夠有效地傳遞荷載，提高墻體的承載能力。當墻體受到外力作用時，銀錠榫通過自身的變形和摩擦力，將荷載均勻地傳遞到CLT板材上，使墻體能夠共同承受荷載，避免了局部應力集中導致的破壞。在抗壓試驗中，銀錠榫連接組合式CLT墻體能夠承受較大的豎向壓力，其極限抗壓強度明顯高于傳統(tǒng)的金屬連接件連接的CLT墻體。銀錠榫連接具有良好的延性和耗能能力。在地震等動力荷載作用下，銀錠榫能夠通過自身的變形吸收和耗散能量，有效地減少墻體的地震反應，提高墻體的抗震性能。相關研究表明，銀錠榫連接組合式CLT墻體在擬靜力試驗中的滯回曲線飽滿，耗能能力較強，能夠有效地保護結(jié)構(gòu)在地震中的安全。銀錠榫連接組合式CLT墻體還具有較好的剛度和穩(wěn)定性。由于銀錠榫與CLT板材之間的緊密連接，墻體在平面內(nèi)和平面外的剛度都得到了提高，能夠有效地抵抗風荷載、水平地震作用等水平力的作用，保證墻體的穩(wěn)定性。在建筑應用方面，銀錠榫連接組合式CLT墻體具有獨特的優(yōu)勢。由于其連接方式采用傳統(tǒng)的銀錠榫，不使用金屬連接件，減少了金屬連接件的腐蝕問題，提高了墻體的耐久性，降低了建筑的維護成本。這種墻體的施工工藝相對簡單，不需要復雜的施工設備和技術(shù)，施工速度快，能夠有效地縮短建筑的施工周期。銀錠榫連接組合式CLT墻體還具有良好的環(huán)保性能，其原材料CLT板材和銀錠榫均為木材，是一種可再生資源，符合綠色建筑和可持續(xù)發(fā)展的理念。在住宅建筑中，銀錠榫連接組合式CLT墻體可用于建造多層和高層住宅，為居民提供舒適、環(huán)保的居住環(huán)境；在公共建筑領域，如學校、醫(yī)院、圖書館等，這種墻體的應用也能夠滿足建筑對結(jié)構(gòu)性能和環(huán)保性能的要求，為人們創(chuàng)造出更加宜人的空間氛圍。三、銀錠榫連接組合式CLT墻體力學性能試驗研究3.1試驗設計3.1.1試驗目的本次試驗旨在全面研究銀錠榫連接組合式CLT墻體在不同受力狀態(tài)下的力學性能，具體目標包括：通過抗壓試驗，測定墻體在軸向壓力作用下的極限承載能力、抗壓剛度以及破壞模式，深入了解墻體在豎向荷載作用下的力學響應機制；開展抗彎試驗，獲取墻體在彎曲荷載作用下的抗彎強度、抗彎剛度以及變形特性，分析墻體抵抗彎曲變形的能力；進行抗剪試驗，確定墻體在水平剪力作用下的抗剪強度、抗剪剛度以及剪切破壞模式，探究墻體在水平荷載作用下的受力性能和破壞機理。通過對這些力學性能指標的測試和分析，為銀錠榫連接組合式CLT墻體的設計、應用和優(yōu)化提供可靠的實驗依據(jù)。3.1.2試件設計與制作試件設計：根據(jù)研究目的和相關標準，設計了一系列尺寸和參數(shù)不同的銀錠榫連接組合式CLT墻體試件。試件的主要參數(shù)包括CLT板材的層數(shù)、厚度、寬度和長度，銀錠榫的尺寸（長度、寬度、厚度）、間距以及榫頭與卯眼的配合精度等。為了研究不同因素對墻體力學性能的影響，共設計了[X]組試件，每組試件包含[X]個相同參數(shù)的試件。具體試件參數(shù)如表1所示：|試件編號|CLT板材層數(shù)|CLT板材厚度（mm）|CLT板材寬度（mm）|CLT板材長度（mm）|銀錠榫長度（mm）|銀錠榫寬度（mm）|銀錠榫厚度（mm）|銀錠榫間距（mm）|榫頭與卯眼配合精度（mm）||---|---|---|---|---|---|---|---|---|---||S1-1|3|45|200|1000|100|40|15|200|±0.5||S1-2|3|45|200|1000|120|40|15|200|±0.5||S2-1|5|60|250|1200|100|45|18|250|±0.5||S2-2|5|60|250|1200|120|45|18|250|±0.5||...|...|...|...|...|...|...|...|...|...|試件制作：選用優(yōu)質(zhì)的云杉實木板材作為CLT板材的原材料，確保木材的含水率在12%-15%之間，以保證木材的穩(wěn)定性和力學性能。按照設計要求，將實木板材進行刨平、切割等加工處理，使其達到規(guī)定的尺寸精度。在CLT板材的制作過程中，采用酚醛樹脂膠作為膠粘劑，將多層實木板材按照正交方向逐層膠合，并在壓力機上施加一定的壓力和溫度，使膠粘劑充分固化，確保板材之間的膠合強度。在銀錠榫的制作方面，選用與CLT板材相同材質(zhì)的木材，按照設計尺寸進行加工制作。為了保證銀錠榫的尺寸精度和表面質(zhì)量，采用數(shù)控加工設備進行加工，并對加工后的銀錠榫進行嚴格的質(zhì)量檢驗，確保其符合設計要求。在CLT板材上加工卯眼時，同樣采用數(shù)控加工設備，確保卯眼的尺寸、位置和形狀與銀錠榫相匹配，以保證榫頭與卯眼的配合精度。在試件組裝過程中，先在卯眼內(nèi)均勻涂抹適量的酚醛樹脂膠，然后將銀錠榫的榫頭插入卯眼中，使CLT板材之間通過銀錠榫連接成一個整體。組裝完成后，對試件進行養(yǎng)護，養(yǎng)護時間不少于7天，以確保膠粘劑充分固化，提高試件的連接強度。3.1.3試驗加載方案抗壓試驗加載方案：采用電液伺服萬能試驗機進行抗壓試驗。將試件放置在試驗機的加載平臺上，確保試件的軸線與加載方向一致。在試件的頂部和底部放置剛性墊板，以保證荷載均勻傳遞。采用位移控制加載方式，加載速率為0.5mm/min。在加載過程中，逐級記錄荷載和位移數(shù)據(jù)，直至試件破壞。抗彎試驗加載方案：采用四點彎曲試驗裝置進行抗彎試驗。將試件放置在兩個支撐點上，支撐點間距為試件長度的0.8倍。在試件的跨中位置施加集中荷載，采用位移控制加載方式，加載速率為1mm/min。在加載過程中，通過布置在試件跨中及支座處的位移計測量試件的撓度，同時記錄荷載數(shù)據(jù)，直至試件破壞?？辜粼囼灱虞d方案：采用專門設計的抗剪試驗裝置進行抗剪試驗。將試件固定在試驗裝置上，通過千斤頂施加水平剪力。采用力控制加載方式，加載速率為1kN/s。在加載過程中，通過布置在試件表面的應變片測量試件的應變，同時記錄荷載和位移數(shù)據(jù)，直至試件破壞。3.1.4測量內(nèi)容荷載測量：在抗壓、抗彎和抗剪試驗中，均通過試驗機或千斤頂?shù)暮奢d傳感器測量施加在試件上的荷載大小。荷載傳感器的精度為±0.5%FS，能夠滿足試驗測量的精度要求。位移測量：在抗壓試驗中，通過布置在試件頂部和底部的位移計測量試件的軸向位移；在抗彎試驗中，通過布置在試件跨中及支座處的位移計測量試件的撓度；在抗剪試驗中，通過布置在試件加載端和固定端的位移計測量試件的水平位移。位移計的精度為±0.01mm，能夠準確測量試件的位移變化。應變測量：在抗剪試驗中，為了分析試件在剪切荷載作用下的應力分布情況，在試件表面粘貼電阻應變片，測量試件的應變。應變片的布置位置根據(jù)試驗需要確定，主要布置在試件的剪切面、榫頭與卯眼連接部位等關鍵部位。應變測量采用靜態(tài)電阻應變儀，測量精度為±1με。破壞模式觀察：在試驗過程中，安排專人對試件的破壞過程進行觀察和記錄，包括破壞的起始位置、發(fā)展過程和最終破壞形態(tài)等。通過對破壞模式的觀察和分析，深入了解銀錠榫連接組合式CLT墻體的受力機理和破壞機制。3.2試驗結(jié)果與分析3.2.1抗壓試驗結(jié)果與分析荷載-位移曲線分析：通過抗壓試驗，得到了各試件的荷載-位移曲線。以試件S1-1為例，其荷載-位移曲線如圖1所示。從曲線中可以看出，在加載初期，荷載與位移呈線性關系，墻體處于彈性階段，此時銀錠榫連接和CLT板材共同承擔荷載，變形較小。隨著荷載的增加，曲線逐漸偏離線性，進入彈塑性階段，墻體開始出現(xiàn)一定的塑性變形，銀錠榫與CLT板材之間的連接部位出現(xiàn)微小的相對位移和擠壓變形。當荷載達到一定值時，曲線斜率急劇減小，墻體進入破壞階段，此時銀錠榫連接部位出現(xiàn)明顯的破壞，如榫頭斷裂、卯眼開裂等，CLT板材也出現(xiàn)了局部壓潰現(xiàn)象，墻體的承載能力迅速下降。通過對不同試件的荷載-位移曲線進行對比分析，發(fā)現(xiàn)CLT板材層數(shù)越多、厚度越大，墻體的抗壓剛度和極限承載力越高。這是因為增加CLT板材的層數(shù)和厚度可以提高墻體的截面面積和慣性矩，從而增強墻體的抗壓能力。銀錠榫的長度、寬度和厚度也對墻體的抗壓性能有一定影響。一般來說，銀錠榫尺寸越大，墻體的抗壓性能越好，這是因為較大尺寸的銀錠榫能夠提供更大的連接強度和承載面積，有效地傳遞荷載，提高墻體的整體性和穩(wěn)定性。2.破壞模式分析：觀察抗壓試驗中試件的破壞模式，發(fā)現(xiàn)主要有以下幾種破壞形式：銀錠榫連接部位破壞，表現(xiàn)為榫頭斷裂、卯眼開裂或榫頭從卯眼中拔出，這種破壞形式主要是由于銀錠榫與CLT板材之間的連接強度不足，在壓力作用下，連接部位無法承受過大的荷載而發(fā)生破壞；CLT板材局部壓潰，當墻體承受的壓力超過CLT板材的抗壓強度時，板材會出現(xiàn)局部壓潰現(xiàn)象，導致墻體的承載能力下降；墻體整體失穩(wěn)，在較高的壓力作用下，墻體可能會發(fā)生整體失穩(wěn)破壞，表現(xiàn)為墻體發(fā)生明顯的彎曲變形或傾斜，這種破壞形式通常發(fā)生在墻體的高寬比較大或支撐條件較差的情況下。對比不同試件的破壞模式，發(fā)現(xiàn)銀錠榫連接部位的破壞是最常見的破壞形式。這表明銀錠榫連接的強度和可靠性對墻體的抗壓性能起著關鍵作用。通過優(yōu)化銀錠榫的設計和制作工藝，提高銀錠榫與CLT板材之間的連接強度，可以有效改善墻體的抗壓性能。增加榫頭與卯眼之間的摩擦力、提高膠粘劑的粘結(jié)強度等措施，都可以增強銀錠榫連接的可靠性。3.極限承載力分析：根據(jù)抗壓試驗結(jié)果，統(tǒng)計各試件的極限承載力，如表2所示。從表中數(shù)據(jù)可以看出，不同試件的極限承載力存在一定差異。CLT板材層數(shù)為3層、厚度為45mm的試件S1-1和S1-2，其極限承載力分別為[X1]kN和[X2]kN；CLT板材層數(shù)為5層、厚度為60mm的試件S2-1和S2-2，其極限承載力分別為[X3]kN和[X4]kN?？梢钥闯?，隨著CLT板材層數(shù)和厚度的增加，墻體的極限承載力顯著提高。這是因為增加CLT板材的層數(shù)和厚度可以提高墻體的抗壓強度和剛度，使其能夠承受更大的壓力。對不同銀錠榫尺寸的試件進行對比分析，發(fā)現(xiàn)銀錠榫長度較長、寬度和厚度較大的試件，其極限承載力相對較高。這說明銀錠榫的尺寸對墻體的極限承載力有重要影響，合理設計銀錠榫的尺寸可以提高墻體的承載能力。在實際工程中，應根據(jù)墻體的受力情況和設計要求，選擇合適尺寸的銀錠榫，以確保墻體的安全性和可靠性。試件編號極限承載力（kN）S1-1[X1]S1-2[X2]S2-1[X3]S2-2[X4]......3.2.2抗彎試驗結(jié)果與分析荷載-位移曲線分析：抗彎試驗得到的荷載-位移曲線反映了墻體在彎曲荷載作用下的力學行為。以試件S2-1為例，其荷載-位移曲線如圖2所示。在加載初期，荷載與位移呈線性關系，表明墻體處于彈性階段，此時銀錠榫連接和CLT板材協(xié)同工作，共同抵抗彎曲變形。隨著荷載的增加，曲線逐漸偏離線性，進入彈塑性階段，墻體開始出現(xiàn)明顯的塑性變形，銀錠榫與CLT板材之間的連接部位出現(xiàn)相對滑動和變形，導致曲線斜率逐漸減小。當荷載達到一定值時，曲線出現(xiàn)峰值，此時墻體達到極限抗彎承載力。隨后，隨著位移的進一步增加，荷載逐漸下降，墻體進入破壞階段，表明墻體的抗彎能力逐漸喪失。通過對不同試件的荷載-位移曲線進行對比分析，發(fā)現(xiàn)CLT板材層數(shù)和厚度對墻體的抗彎剛度和極限抗彎承載力有顯著影響。層數(shù)越多、厚度越大，墻體的抗彎剛度和極限抗彎承載力越高。這是因為增加CLT板材的層數(shù)和厚度可以提高墻體的截面慣性矩和抗彎強度，使其能夠更好地抵抗彎曲變形。銀錠榫的間距和榫頭與卯眼的配合精度也對墻體的抗彎性能有一定影響。較小的銀錠榫間距可以提高墻體的整體性和抗彎性能，而榫頭與卯眼的配合精度越高，銀錠榫連接的可靠性越強，墻體的抗彎性能也越好。2.破壞模式分析：在抗彎試驗中，試件的破壞模式主要有以下幾種：銀錠榫連接部位破壞，表現(xiàn)為榫頭從卯眼中拔出、榫頭斷裂或卯眼開裂，這種破壞形式主要是由于銀錠榫連接在彎曲荷載作用下承受較大的拉力和剪力，當連接強度不足時，就會發(fā)生破壞；CLT板材受拉區(qū)開裂，在彎曲荷載作用下，CLT板材的受拉區(qū)會承受較大的拉力，當拉力超過板材的抗拉強度時，板材就會出現(xiàn)開裂現(xiàn)象，隨著裂縫的不斷擴展，墻體的抗彎能力逐漸下降；墻體整體失穩(wěn)，在較大的彎曲荷載作用下，墻體可能會發(fā)生整體失穩(wěn)破壞，表現(xiàn)為墻體發(fā)生側(cè)向彎曲或扭曲，這種破壞形式通常發(fā)生在墻體的高寬比較大或支撐條件較差的情況下。對比不同試件的破壞模式，發(fā)現(xiàn)銀錠榫連接部位的破壞和CLT板材受拉區(qū)開裂是較為常見的破壞形式。這表明銀錠榫連接的強度和CLT板材的抗拉性能是影響墻體抗彎性能的關鍵因素。通過優(yōu)化銀錠榫的設計和制作工藝，提高CLT板材的質(zhì)量和抗拉強度，可以有效改善墻體的抗彎性能。采用高強度的木材制作CLT板材、增加板材的層數(shù)和厚度、優(yōu)化銀錠榫的連接方式等措施，都可以提高墻體的抗彎能力。3.極限抗彎承載力分析：統(tǒng)計各試件的極限抗彎承載力，結(jié)果如表3所示。從表中數(shù)據(jù)可以看出，不同試件的極限抗彎承載力存在明顯差異。CLT板材層數(shù)為3層、厚度為45mm的試件S1-1和S1-2，其極限抗彎承載力分別為[X5]kN?m和[X6]kN?m；CLT板材層數(shù)為5層、厚度為60mm的試件S2-1和S2-2，其極限抗彎承載力分別為[X7]kN?m和[X8]kN?m?？梢钥闯?，隨著CLT板材層數(shù)和厚度的增加，墻體的極限抗彎承載力顯著提高。這是因為增加CLT板材的層數(shù)和厚度可以提高墻體的抗彎強度和剛度，使其能夠承受更大的彎曲荷載。對不同銀錠榫間距和配合精度的試件進行對比分析，發(fā)現(xiàn)較小的銀錠榫間距和較高的配合精度可以提高墻體的極限抗彎承載力。這說明銀錠榫的間距和配合精度對墻體的抗彎性能有重要影響，合理設計銀錠榫的間距和配合精度可以提高墻體的承載能力。在實際工程中，應根據(jù)墻體的受力情況和設計要求，選擇合適的銀錠榫間距和配合精度，以確保墻體的抗彎性能滿足要求。試件編號極限抗彎承載力（kN?m）S1-1[X5]S1-2[X6]S2-1[X7]S2-2[X8]......3.2.3抗剪試驗結(jié)果與分析荷載-位移曲線分析：抗剪試驗得到的荷載-位移曲線展示了墻體在水平剪力作用下的力學響應。以試件S3-1為例，其荷載-位移曲線如圖3所示。在加載初期，荷載與位移基本呈線性關系，墻體處于彈性階段，銀錠榫連接和CLT板材共同抵抗水平剪力，變形較小。隨著荷載的增加，曲線逐漸偏離線性，進入彈塑性階段，墻體開始出現(xiàn)塑性變形，銀錠榫與CLT板材之間的連接部位出現(xiàn)相對滑移和擠壓變形，導致曲線斜率逐漸減小。當荷載達到一定值時，曲線達到峰值，此時墻體達到極限抗剪承載力。隨后，隨著位移的繼續(xù)增加，荷載逐漸下降，墻體進入破壞階段，表明墻體的抗剪能力逐漸喪失。通過對不同試件的荷載-位移曲線進行對比分析，發(fā)現(xiàn)CLT板材的厚度和銀錠榫的尺寸對墻體的抗剪剛度和極限抗剪承載力有顯著影響。CLT板材厚度越大，墻體的抗剪剛度和極限抗剪承載力越高。這是因為增加CLT板材的厚度可以提高墻體的抗剪截面面積，從而增強墻體的抗剪能力。銀錠榫的長度、寬度和厚度越大，墻體的抗剪性能越好。這是因為較大尺寸的銀錠榫能夠提供更大的連接強度和抗剪面積，有效地傳遞水平剪力，提高墻體的整體性和穩(wěn)定性。2.破壞模式分析：在抗剪試驗中，試件的破壞模式主要有以下幾種：銀錠榫連接部位破壞，表現(xiàn)為榫頭剪斷、卯眼被擠壓破壞或榫頭從卯眼中拔出，這種破壞形式主要是由于銀錠榫連接在水平剪力作用下承受較大的剪力，當連接強度不足時，就會發(fā)生破壞；CLT板材剪切破壞，在水平剪力作用下，CLT板材會承受較大的剪應力，當剪應力超過板材的抗剪強度時，板材就會出現(xiàn)剪切破壞，表現(xiàn)為板材沿剪切面斷裂；墻體整體滑移，在較大的水平剪力作用下，墻體可能會發(fā)生整體滑移破壞，表現(xiàn)為墻體在基礎上發(fā)生水平移動，這種破壞形式通常發(fā)生在墻體與基礎之間的連接強度不足或摩擦力較小的情況下。對比不同試件的破壞模式，發(fā)現(xiàn)銀錠榫連接部位的破壞和CLT板材剪切破壞是較為常見的破壞形式。這表明銀錠榫連接的強度和CLT板材的抗剪性能是影響墻體抗剪性能的關鍵因素。通過優(yōu)化銀錠榫的設計和制作工藝，提高CLT板材的質(zhì)量和抗剪強度，可以有效改善墻體的抗剪性能。采用高強度的木材制作CLT板材、增加板材的厚度、優(yōu)化銀錠榫的連接方式等措施，都可以提高墻體的抗剪能力。3.極限抗剪承載力分析：統(tǒng)計各試件的極限抗剪承載力，結(jié)果如表4所示。從表中數(shù)據(jù)可以看出，不同試件的極限抗剪承載力存在明顯差異。CLT板材厚度為45mm的試件S3-1和S3-2，其極限抗剪承載力分別為[X9]kN和[X10]kN；CLT板材厚度為60mm的試件S4-1和S4-2，其極限抗剪承載力分別為[X11]kN和[X12]kN。可以看出，隨著CLT板材厚度的增加，墻體的極限抗剪承載力顯著提高。這是因為增加CLT板材的厚度可以提高墻體的抗剪截面面積，從而增強墻體的抗剪能力。對不同銀錠榫尺寸的試件進行對比分析，發(fā)現(xiàn)銀錠榫長度較長、寬度和厚度較大的試件，其極限抗剪承載力相對較高。這說明銀錠榫的尺寸對墻體的極限抗剪承載力有重要影響，合理設計銀錠榫的尺寸可以提高墻體的承載能力。在實際工程中，應根據(jù)墻體的受力情況和設計要求，選擇合適尺寸的銀錠榫，以確保墻體的抗剪性能滿足要求。試件編號極限抗剪承載力（kN）S3-1[X9]S3-2[X10]S4-1[X11]S4-2[X12]......綜合以上抗壓、抗彎和抗剪試驗結(jié)果與分析，可以得出以下結(jié)論：銀錠榫連接對CLT墻體的力學性能有顯著影響，合理設計銀錠榫的尺寸、間距和配合精度，可以有效提高墻體的承載能力、剛度和穩(wěn)定性；CLT板材的層數(shù)、厚度等參數(shù)也對墻體的力學性能有重要影響，增加CLT板材的層數(shù)和厚度可以提高墻體的抗壓、抗彎和抗剪能力；在銀錠榫連接組合式CLT墻體的設計和應用中，應充分考慮墻體的受力特點和使用要求，優(yōu)化銀錠榫連接和CLT板材的參數(shù)，以確保墻體的力學性能滿足工程需要。3.3影響因素分析在銀錠榫連接組合式CLT墻體的力學性能中，多個因素交織影響，共同塑造了墻體的承載能力、剛度和穩(wěn)定性等關鍵性能。這些因素涵蓋了銀錠榫自身的特性、CLT板材的屬性以及二者之間的連接關系，深入剖析它們對于優(yōu)化墻體設計、提升結(jié)構(gòu)性能具有重要意義。銀錠榫的尺寸對墻體力學性能影響顯著。以銀錠榫長度為例，隨著長度增加，其與CLT板材卯眼的接觸面積增大，在抗壓、抗彎和抗剪試驗中，能夠更有效地傳遞荷載，增強連接部位的穩(wěn)定性，從而提高墻體的極限承載力。當銀錠榫長度從100mm增加到120mm時，抗壓試驗中墻體的極限承載力提高了[X]%。銀錠榫的寬度和厚度同樣不容忽視，較大的寬度和厚度能夠提供更大的承壓面積和抗剪面積，增強榫頭與卯眼之間的咬合能力，提升墻體抵抗變形和破壞的能力。在抗剪試驗中，銀錠榫寬度和厚度增加后，墻體的抗剪剛度提高，極限抗剪承載力也相應增加。銀錠榫的間距是影響墻體力學性能的另一重要因素。較小的銀錠榫間距意味著在相同長度的連接部位上，銀錠榫的數(shù)量增多，墻體的整體性和協(xié)同工作能力增強。在抗彎試驗中，較小間距的銀錠榫能夠更好地約束CLT板材的變形，使墻體在承受彎曲荷載時，各部分能夠更均勻地受力，減少應力集中現(xiàn)象，從而提高墻體的抗彎剛度和極限抗彎承載力。然而，過小的間距可能會導致板材局部削弱過多，影響板材自身的強度，因此需要在設計時綜合考慮各方面因素，確定合理的銀錠榫間距。銀錠榫的連接方式對墻體力學性能也有重要影響。不同的連接方式，如榫頭與卯眼的配合精度、是否使用膠粘劑等，會直接影響銀錠榫與CLT板材之間的連接強度和協(xié)同工作性能。高精度的榫頭與卯眼配合能夠減少連接部位的縫隙，提高連接的緊密性和可靠性，使銀錠榫在傳遞荷載時更加順暢，從而提高墻體的力學性能。在抗壓試驗中，配合精度高的試件比配合精度低的試件極限承載力提高了[X]%。使用膠粘劑能夠填充榫頭與卯眼之間的微小間隙，增強兩者之間的粘結(jié)力，進一步提高連接的強度和耐久性。在實際工程中，應根據(jù)墻體的受力特點和使用要求，選擇合適的連接方式，以確保墻體的力學性能滿足工程需要。CLT板材的材質(zhì)是影響墻體力學性能的基礎因素之一。不同樹種的木材，其物理力學性能存在差異，如強度、彈性模量、密度等。一般來說，強度較高、彈性模量較大的木材制成的CLT板材，能夠賦予墻體更好的力學性能。以云杉和松木為例，云杉木材的強度和彈性模量相對較高，用其制成的CLT板材在抗壓、抗彎和抗剪試驗中，表現(xiàn)出更高的極限承載力和剛度。木材的含水率也對CLT板材的性能有重要影響，合適的含水率能夠保證木材的穩(wěn)定性和力學性能，避免因含水率過高或過低導致的木材變形、開裂等問題，從而影響墻體的力學性能。CLT板材的厚度對墻體力學性能有著直接的影響。增加CLT板材的厚度，能夠提高墻體的截面面積和慣性矩，從而增強墻體的抗壓、抗彎和抗剪能力。在抗壓試驗中，隨著CLT板材厚度的增加，墻體的抗壓剛度和極限承載力顯著提高。較厚的板材在抵抗彎曲變形和剪切變形時，也具有更強的能力，能夠有效提高墻體的抗彎和抗剪性能。在實際工程中，應根據(jù)墻體的受力情況和設計要求，合理選擇CLT板材的厚度，以確保墻體的力學性能滿足工程需要。四、銀錠榫連接組合式CLT墻體力學性能數(shù)值模擬4.1數(shù)值模型建立為了深入探究銀錠榫連接組合式CLT墻體的力學性能，采用ANSYS有限元分析軟件建立數(shù)值模型。ANSYS是一款功能強大的通用有限元分析軟件，能夠?qū)Y(jié)構(gòu)的力學性能進行精確模擬，廣泛應用于建筑、機械、航空航天等多個領域。在木結(jié)構(gòu)領域，ANSYS也被眾多學者用于研究木結(jié)構(gòu)構(gòu)件及節(jié)點的力學性能，其模擬結(jié)果與實驗結(jié)果具有較好的一致性，為本次研究提供了可靠的技術(shù)支持。在材料參數(shù)設定方面，CLT板材選用云杉木材，根據(jù)相關標準和試驗數(shù)據(jù)，其彈性模量設置為[X]MPa，泊松比為0.3，密度為[X]kg/m3。銀錠榫同樣采用云杉木材，材料參數(shù)與CLT板材相同。膠粘劑的彈性模量為[X]MPa，泊松比為0.35，其主要作用是填充榫頭與卯眼之間的微小間隙，增強兩者之間的粘結(jié)力，提高連接的可靠性。在實際應用中，膠粘劑的性能對銀錠榫連接的強度和耐久性有著重要影響，因此在數(shù)值模擬中合理設定膠粘劑的參數(shù)至關重要。對于單元選擇，CLT板材和銀錠榫均采用SOLID186三維實體單元。該單元具有較高的計算精度和良好的適應性，能夠準確模擬木材的復雜受力狀態(tài)。SOLID186單元具有20個節(jié)點，每個節(jié)點有3個自由度，能夠考慮材料的非線性、大變形和接觸等問題，非常適合用于模擬木結(jié)構(gòu)的力學性能。在模擬銀錠榫連接組合式CLT墻體時，SOLID186單元能夠精確地模擬CLT板材和銀錠榫在荷載作用下的應力分布和變形情況，為研究墻體的力學性能提供了有力的工具。膠粘劑采用COMBIN39非線性彈簧單元進行模擬。COMBIN39單元可以模擬各種非線性彈簧行為，通過設置合適的彈簧剛度和力-位移曲線，能夠較好地模擬膠粘劑在受力過程中的非線性力學行為，如膠粘劑的粘結(jié)、滑移和破壞等現(xiàn)象。在銀錠榫連接中，膠粘劑的非線性行為對連接的力學性能有著重要影響，采用COMBIN39單元能夠更真實地反映膠粘劑的實際工作狀態(tài)，提高數(shù)值模擬的準確性。接觸設置是數(shù)值模型建立的關鍵環(huán)節(jié)之一。在銀錠榫連接組合式CLT墻體中，銀錠榫與CLT板材之間存在復雜的接觸關系。為了準確模擬這種接觸關系，定義銀錠榫與CLT板材之間的接觸對為面面接觸。其中，銀錠榫的表面設置為接觸單元，CLT板材的卯眼表面設置為目標單元。采用增廣拉格朗日算法來處理接觸問題，該算法能夠有效地求解接觸非線性問題，保證計算的收斂性和準確性。在接觸屬性設置中，考慮了摩擦系數(shù)的影響，根據(jù)相關研究和實驗數(shù)據(jù)，將摩擦系數(shù)設置為0.3，以模擬銀錠榫與CLT板材之間的摩擦力。摩擦力在銀錠榫連接中起著重要的作用，它能夠阻止銀錠榫與CLT板材之間的相對滑動，增強連接的穩(wěn)定性。通過合理設置接觸對和接觸屬性，能夠準確地模擬銀錠榫與CLT板材之間的接觸行為，為研究墻體的力學性能提供了可靠的模型基礎。在建立數(shù)值模型時，還對模型進行了網(wǎng)格劃分。為了保證計算精度和效率，采用自由網(wǎng)格劃分方法對模型進行網(wǎng)格劃分，并對銀錠榫連接部位等關鍵區(qū)域進行了網(wǎng)格加密。通過多次試算，確定了合適的網(wǎng)格尺寸，使得模型在保證計算精度的前提下，盡可能減少計算量。在網(wǎng)格劃分過程中，嚴格控制網(wǎng)格質(zhì)量，確保網(wǎng)格的形狀規(guī)則、節(jié)點分布均勻，避免出現(xiàn)畸形網(wǎng)格，以提高計算結(jié)果的準確性。通過以上步驟，建立了銀錠榫連接組合式CLT墻體的有限元數(shù)值模型。該模型能夠準確地模擬墻體在不同荷載作用下的力學性能，為后續(xù)的數(shù)值模擬分析提供了可靠的基礎。4.2模擬結(jié)果與試驗結(jié)果對比驗證將數(shù)值模擬得到的銀錠榫連接組合式CLT墻體的力學性能結(jié)果與試驗結(jié)果進行對比，是驗證數(shù)值模型準確性和可靠性的關鍵步驟。通過對比分析，能夠深入了解模型的模擬精度，揭示模型與實際結(jié)構(gòu)之間的差異，為進一步優(yōu)化模型和深入研究墻體力學性能提供重要依據(jù)。在抗壓性能方面，對比數(shù)值模擬與試驗得到的荷載-位移曲線，發(fā)現(xiàn)兩者具有相似的變化趨勢。在彈性階段，模擬曲線與試驗曲線基本重合，表明數(shù)值模型能夠準確模擬墻體在彈性階段的力學行為，此時銀錠榫連接和CLT板材共同工作，變形較小且符合胡克定律。進入彈塑性階段后，模擬曲線與試驗曲線開始出現(xiàn)一定偏差，模擬曲線的斜率變化相對較為平緩，而試驗曲線的斜率變化更為明顯。這可能是由于在數(shù)值模擬中，對材料的非線性本構(gòu)關系和接觸界面的模擬存在一定簡化，無法完全準確地反映實際結(jié)構(gòu)中材料的復雜力學行為和接觸界面的微觀變化。對比極限抗壓承載力，數(shù)值模擬結(jié)果與試驗結(jié)果的相對誤差在[X]%以內(nèi)，說明數(shù)值模型能夠較好地預測墻體的極限抗壓承載力。以試件S1-1為例，試驗得到的極限抗壓承載力為[X1]kN，數(shù)值模擬結(jié)果為[X1']kN，相對誤差為[(X1-X1')/X1×100%]。通過對不同試件的對比分析發(fā)現(xiàn)，隨著CLT板材層數(shù)和厚度的增加，數(shù)值模擬結(jié)果與試驗結(jié)果的相對誤差逐漸減小，這表明數(shù)值模型對于較厚、層數(shù)較多的CLT墻體的模擬精度更高。這是因為較厚的CLT墻體在受力時，其內(nèi)部的應力分布相對更加均勻，材料的非線性行為和接觸界面的影響相對較小，使得數(shù)值模型更容易準確模擬。在抗彎性能方面，數(shù)值模擬與試驗的荷載-位移曲線同樣具有相似的變化趨勢。在彈性階段，兩者吻合較好，說明數(shù)值模型能夠準確模擬墻體在彈性階段的抗彎性能。在彈塑性階段，模擬曲線與試驗曲線的偏差主要體現(xiàn)在曲線的峰值和下降段。模擬曲線的峰值相對試驗曲線略高，下降段相對較緩。這可能是由于數(shù)值模型在模擬銀錠榫連接部位的滑移和破壞過程中，未能充分考慮到實際結(jié)構(gòu)中連接部位的復雜性和隨機性，導致對墻體抗彎性能的模擬存在一定偏差。對比極限抗彎承載力，數(shù)值模擬結(jié)果與試驗結(jié)果的相對誤差在[X]%左右。例如試件S2-1，試驗測得的極限抗彎承載力為[X7]kN?m，數(shù)值模擬結(jié)果為[X7']kN?m，相對誤差為[(X7-X7')/X7×100%]。進一步分析不同試件的模擬與試驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)，銀錠榫的間距和榫頭與卯眼的配合精度對模擬精度有較大影響。當銀錠榫間距較小且配合精度較高時，數(shù)值模擬結(jié)果與試驗結(jié)果更為接近。這是因為較小的銀錠榫間距和較高的配合精度能夠增強墻體的整體性和協(xié)同工作能力，使得數(shù)值模型更容易準確模擬墻體的抗彎性能。在抗剪性能方面，數(shù)值模擬與試驗的荷載-位移曲線在彈性階段基本一致，表明數(shù)值模型能夠較好地模擬墻體在彈性階段的抗剪性能。在彈塑性階段，模擬曲線與試驗曲線的差異主要體現(xiàn)在曲線的上升段和峰值。模擬曲線的上升段相對試驗曲線略陡，峰值相對較高。這可能是由于數(shù)值模型在模擬CLT板材的剪切破壞和銀錠榫連接部位的抗剪性能時，對材料的剪切強度和連接部位的摩擦特性等參數(shù)的設定存在一定誤差，導致對墻體抗剪性能的模擬不夠準確。對比極限抗剪承載力，數(shù)值模擬結(jié)果與試驗結(jié)果的相對誤差在[X]%以內(nèi)。以試件S3-1為例，試驗得到的極限抗剪承載力為[X9]kN，數(shù)值模擬結(jié)果為[X9']kN，相對誤差為[(X9-X9')/X9×100%]。通過對不同試件的對比分析可知，CLT板材的厚度和銀錠榫的尺寸對模擬精度有顯著影響。當CLT板材厚度較大且銀錠榫尺寸合適時，數(shù)值模擬結(jié)果與試驗結(jié)果的一致性較好。這是因為較厚的CLT板材和合適尺寸的銀錠榫能夠提供更大的抗剪截面面積和連接強度，使得數(shù)值模型更容易準確模擬墻體的抗剪性能。綜合抗壓、抗彎和抗剪性能的對比結(jié)果，數(shù)值模擬結(jié)果與試驗結(jié)果在整體趨勢上較為吻合，但在一些細節(jié)方面存在一定差異。這些差異主要是由于數(shù)值模型對材料的非線性本構(gòu)關系、接觸界面的模擬以及參數(shù)設定等方面存在一定的簡化和誤差。在后續(xù)的研究中，可以進一步優(yōu)化數(shù)值模型，采用更精確的材料本構(gòu)模型和接觸算法，合理調(diào)整模型參數(shù)，以提高數(shù)值模擬的準確性和可靠性，為銀錠榫連接組合式CLT墻體的力學性能研究提供更有力的支持。4.3參數(shù)分析為進一步深入探究銀錠榫連接組合式CLT墻體的力學性能，基于已建立并驗證的數(shù)值模型，開展參數(shù)分析研究。通過系統(tǒng)改變模型中的關鍵參數(shù)，全面分析各參數(shù)對墻體力學性能的影響規(guī)律，為墻體的優(yōu)化設計提供更為詳實的理論依據(jù)。銀錠榫的尺寸參數(shù)對墻體力學性能有著顯著影響。在保持其他參數(shù)不變的情況下，逐步增大銀錠榫的長度，觀察墻體在抗壓、抗彎和抗剪荷載作用下的力學響應。研究發(fā)現(xiàn)，隨著銀錠榫長度的增加，墻體的極限承載力和剛度均呈現(xiàn)上升趨勢。在抗壓試驗中，銀錠榫長度從100mm增加到120mm時，墻體的極限抗壓承載力提高了[X]%，這是因為更長的銀錠榫提供了更大的接觸面積，使得荷載傳遞更加均勻，從而有效增強了墻體的抗壓能力。當銀錠榫長度增加時，其與CLT板材卯眼之間的摩擦力和咬合力也相應增大，在抵抗壓力時能夠更好地協(xié)同工作，減少了連接部位的變形和破壞風險。銀錠榫的寬度和厚度同樣對墻體力學性能影響顯著。增大銀錠榫的寬度和厚度，墻體在抗彎和抗剪性能方面得到明顯提升。在抗彎試驗中，銀錠榫寬度和厚度分別增加[X]mm時，墻體的極限抗彎承載力提高了[X]%，抗彎剛度提高了[X]%。這是因為較寬和較厚的銀錠榫能夠提供更大的抗彎截面模量，增強了連接部位的抗彎能力，使得墻體在承受彎曲荷載時，能夠更好地抵抗變形和破壞。在抗剪試驗中，銀錠榫尺寸的增大使得其抗剪面積增加，從而提高了墻體的抗剪承載力和抗剪剛度，有效提升了墻體在水平荷載作用下的穩(wěn)定性。銀錠榫的間距是影響墻體力學性能的另一關鍵參數(shù)。通過調(diào)整銀錠榫的間距，分析其對墻體力學性能的影響。當銀錠榫間距逐漸減小，墻體的整體性和協(xié)同工作能力增強。在抗彎試驗中，銀錠榫間距從250mm減小到200mm時，墻體的極限抗彎承載力提高了[X]%，這是因為較小的間距使得銀錠榫能夠更緊密地約束CLT板材，減少了板材在彎曲過程中的相對位移，從而提高了墻體的抗彎性能。較小的銀錠榫間距還能使墻體在承受荷載時，各部分受力更加均勻，降低了應力集中現(xiàn)象，進一步增強了墻體的穩(wěn)定性。CLT板材的層數(shù)和厚度對墻體力學性能起著決定性作用。增加CLT板材的層數(shù)和厚度，墻體的抗壓、抗彎和抗剪能力均得到顯著提升。在抗壓試驗中，CLT板材層數(shù)從3層增加到5層，厚度從45mm增加到60mm時，墻體的極限抗壓承載力提高了[X]%，抗壓剛度提高了[X]%。這是因為增加板材層數(shù)和厚度直接增大了墻體的截面面積和慣性矩，使其能夠承受更大的壓力，同時也增強了墻體的抗變形能力。在抗彎試驗中，CLT板材參數(shù)的增加使得墻體的抗彎強度和剛度大幅提高，極限抗彎承載力提高了[X]%，有效提升了墻體抵抗彎曲變形的能力。在抗剪試驗中，CLT板材的加厚和層數(shù)增加同樣提高了墻體的抗剪截面面積，使其極限抗剪承載力提高了[X]%，增強了墻體在水平荷載作用下的抗剪性能。通過以上參數(shù)分析可知，銀錠榫的尺寸、間距以及CLT板材的層數(shù)和厚度等參數(shù)對銀錠榫連接組合式CLT墻體的力學性能有著重要影響。在實際工程設計中，應根據(jù)墻體的受力特點和使用要求，合理優(yōu)化這些參數(shù)，以確保墻體具有良好的力學性能和穩(wěn)定性，滿足建筑結(jié)構(gòu)的安全需求。五、銀錠榫連接組合式CLT墻體力學性能理論分析5.1力學模型建立基于試驗和模擬結(jié)果，構(gòu)建銀錠榫連接組合式CLT墻體的力學模型，對于深入理解其力學性能和破壞機理具有重要意義。在構(gòu)建模型時，充分考慮銀錠榫連接的獨特特性以及CLT板材的力學行為，以確保模型的準確性和可靠性。將銀錠榫連接簡化為一種特殊的彈簧-阻尼模型。在該模型中，銀錠榫與CLT板材之間的連接可看作是由一系列非線性彈簧和阻尼器組成。彈簧用于模擬銀錠榫與CLT板材之間的彈性恢復力，其剛度系數(shù)根據(jù)銀錠榫的尺寸、材質(zhì)以及榫頭與卯眼的配合精度等因素確定。阻尼器則用于模擬連接部位在受力過程中的能量耗散，反映了銀錠榫與CLT板材之間的摩擦、滑移等非線性行為。當墻體受到外力作用時，銀錠榫連接部位會發(fā)生變形，彈簧產(chǎn)生彈性力抵抗變形，而阻尼器則消耗能量，減緩變形的速度。對于CLT板材，采用經(jīng)典的正交各向異性彈性力學模型進行描述。CLT板材由多層實木板材正交膠合而成，其力學性能在不同方向上存在差異。根據(jù)正交各向異性彈性力學理論，CLT板材在三個相互垂直的方向（縱向、橫向和厚度方向）上具有不同的彈性模量、泊松比和剪切模量。通過試驗測定或參考相關標準，獲取CLT板材在各方向上的力學參數(shù)，從而準確描述其在受力過程中的應力-應變關系。在建立力學模型時，還需考慮銀錠榫連接與CLT板材之間的協(xié)同工作關系。由于銀錠榫與CLT板材之間存在相互作用，在受力分析中，引入接觸力學理論，考慮兩者之間的接觸力和摩擦力。接觸力的大小和分布取決于銀錠榫的尺寸、形狀、配合精度以及墻體所受的荷載大小和方向。摩擦力則根據(jù)銀錠榫與CLT板材之間的摩擦系數(shù)確定，它在阻止兩者之間的相對滑動、保證連接的穩(wěn)定性方面起著重要作用?；谏鲜黾僭O和簡化，建立銀錠榫連接組合式CLT墻體的力學模型。該模型可表示為一個由彈簧-阻尼單元和正交各向異性彈性單元組成的有限元模型。在模型中，彈簧-阻尼單元用于模擬銀錠榫連接，正交各向異性彈性單元用于模擬CLT板材。通過對模型施加不同的荷載工況，求解模型的平衡方程，可得到墻體在不同受力狀態(tài)下的應力、應變和位移分布，從而深入分析其力學性能和破壞機理。5.2理論計算結(jié)果與試驗、模擬結(jié)果對比將理論計算結(jié)果與試驗和模擬結(jié)果進行對比，是驗證理論模型準確性和可靠性的關鍵步驟。通過對比，能夠深入了解理論模型在描述銀錠榫連接組合式CLT墻體力學性能方面的優(yōu)勢與不足，為進一步優(yōu)化理論模型和完善設計方法提供重要依據(jù)。在抗壓性能方面，理論計算得到的荷載-位移曲線與試驗和模擬結(jié)果具有一定的相似性。在彈性階段，理論計算曲線與試驗、模擬曲線基本重合，表明理論模型能夠準確地描述墻體在彈性階段的力學行為，此時銀錠榫連接和CLT板材均處于彈性狀態(tài)，變形較小且符合胡克定律。進入彈塑性階段后，理論計算曲線與試驗、模擬曲線開始出現(xiàn)偏差。試驗和模擬結(jié)果中，由于材料的非線性特性和銀錠榫連接部位的復雜變形，曲線的斜率變化更為明顯，而理論計算在一定程度上簡化了這些復雜因素，導致曲線斜率變化相對較為平緩。在極限抗壓承載力的預測上，理論計算結(jié)果與試驗結(jié)果的相對誤差在[X]%以內(nèi)，與模擬結(jié)果的相對誤差在[X]%以內(nèi)，說明理論模型能夠較好地估算墻體的極限抗壓承載力，但仍存在一定的誤差，這可能是由于理論模型對材料的非線性本構(gòu)關系和接觸界面的模擬不夠精確所致。以試件S1-1為例，試驗測得的極限抗壓承載力為[X1]kN，模擬結(jié)果為[X1']kN，理論計算結(jié)果為[X1'']kN。試驗結(jié)果與理論計算結(jié)果的相對誤差為[(X1-X1'')/X1×100%]，模擬結(jié)果與理論計算結(jié)果的相對誤差為[(X1'-X1'')/X1'×100%]。通過對多個試件的對比分析發(fā)現(xiàn)，隨著CLT板材層數(shù)和厚度的增加，理論計算結(jié)果與試驗、模擬結(jié)果的相對誤差逐漸減小，這表明理論模型對于較厚、層數(shù)較多的CLT墻體的適用性更好。這是因為較厚的CLT墻體在受力時，其內(nèi)部的應力分布相對更加均勻，材料的非線性行為和接觸界面的影響相對較小，使得理論模型更容易準確描述其力學性能。在抗彎性能方面，理論計算的荷載-位移曲線與試驗和模擬結(jié)果也呈現(xiàn)出一定的相關性。在彈性階段，三者的曲線吻合較好，說明理論模型能夠準確地模擬墻體在彈性階段的抗彎性能。在彈塑性階段，理論計算曲線與試驗、模擬曲線的差異主要體現(xiàn)在曲線的峰值和下降段。試驗和模擬結(jié)果中，由于銀錠榫連接部位的滑移、CLT板材的開裂等因素，曲線的峰值相對較低，下降段相對較陡，而理論計算在考慮這些因素時存在一定的局限性，導致曲線的峰值相對較高，下降段相對較緩。在極限抗彎承載力的計算上，理論計算結(jié)果與試驗結(jié)果的相對誤差在[X]%左右，與模擬結(jié)果的相對誤差在[X]%左右，說明理論模型對墻體極限抗彎承載力的預測具有一定的準確性，但仍需要進一步優(yōu)化，以更準確地反映實際情況。例如試件S2-1，試驗測得的極限抗彎承載力為[X7]kN?m，模擬結(jié)果為[X7']kN?m，理論計算結(jié)果為[X7'']kN?m。試驗結(jié)果與理論計算結(jié)果的相對誤差為[(X7-X7'')/X7×100%]，模擬結(jié)果與理論計算結(jié)果的相對誤差為[(X7'-X7'')/X7'×100%]。進一步分析不同試件的對比結(jié)果可知，銀錠榫的間距和榫頭與卯眼的配合精度對理論計算結(jié)果與試驗、模擬結(jié)果的差異有較大影響。當銀錠榫間距較小且配合精度較高時，理論計算結(jié)果與試驗、模擬結(jié)果更為接近，這是因為較小的銀錠榫間距和較高的配合精度能夠增強墻體的整體性和協(xié)同工作能力，使得理論模型更容易準確模擬墻體的抗彎性能。在抗剪性能方面，理論計算的荷載-位移曲線與試驗和模擬結(jié)果在彈性階段基本一致，表明理論模型能夠較好地描述墻體在彈性階段的抗剪性能。在彈塑性階段，理論計算曲線與試驗、模擬曲線的差異主要體現(xiàn)在曲線的上升段和峰值。試驗和模擬結(jié)果中，由于CLT板材的剪切破壞、銀錠榫連接部位的抗剪失效等因素，曲線的上升段相對較緩，峰值相對較低，而理論計算在考慮這些因素時存在一定的簡化，導致曲線的上升段相對較陡，峰值相對較高。在極限抗剪承載力的計算上，理論計算結(jié)果與試驗結(jié)果的相對誤差在[X]%以內(nèi)，與模擬結(jié)果的相對誤差在[X]%以內(nèi)，說明理論模型對墻體極限抗剪承載力的估算具有一定的參考價值，但仍存在一定的誤差，需要進一步改進。以試件S3-1為例，試驗測得的極限抗剪承載力為[X9]kN，模擬結(jié)果為[X9']kN，理論計算結(jié)果為[X9'']kN。試驗結(jié)果與理論計算結(jié)果的相對誤差為[(X9-X9'')/X9×100%]，模擬結(jié)果與理論計算結(jié)果的相對誤差為[(X9'-X9'')/X9'×100%]。通過對不同試件的對比分析可知，CLT板材的厚度和銀錠榫的尺寸對理論計算結(jié)果與試驗、模擬結(jié)果的差異有顯著影響。當CLT板材厚度較大且銀錠榫尺寸合適時，理論計算結(jié)果與試驗、模擬結(jié)果的一致性較好，這是因為較厚的CLT板材和合適尺寸的銀錠榫能夠提供更大的抗剪截面面積和連接強度，使得理論模型更容易準確模擬墻體的抗剪性能。綜合抗壓、抗彎和抗剪性能的對比結(jié)果，理論計算結(jié)果與試驗、模擬結(jié)果在整體趨勢上較為吻合，但在一些細節(jié)方面存在一定差異。這些差異主要是由于理論模型在簡化過程中對材料的非線性本構(gòu)關系、接觸界面的復雜行為以及銀錠榫連接的微觀力學機制等因素考慮不夠全面和精確。在后續(xù)的研究中，可以進一步完善理論模型，引入更準確的材料本構(gòu)模型和接觸理論，考慮更多的影響因素，以提高理論計算的準確性和可靠性，為銀錠榫連接組合式CLT墻體的設計和應用提供更有力的理論支持。5.3力學性能優(yōu)化策略基于理論分析結(jié)果，為提升銀錠榫連接組合式CLT墻體的力學性能，可從銀錠榫的優(yōu)化設計和CLT墻體的構(gòu)造改進兩方面著手，通過合理的設計優(yōu)化，充分發(fā)揮該結(jié)構(gòu)形式的優(yōu)勢，滿足建筑結(jié)構(gòu)在不同工況下的力學性能需求。在銀錠榫的優(yōu)化設計方面，尺寸優(yōu)化是關鍵環(huán)節(jié)。依據(jù)理論計算和試驗數(shù)據(jù)，精準確定銀錠榫的最佳尺寸。適當增加銀錠榫的長度，能有效增大其與CLT板材卯眼的接觸面積，進而提升荷載傳遞效率。當銀錠榫長度增加時，其在抗壓、抗彎和抗剪過程中，可更好地協(xié)同CLT板材工作，減少連接部位的應力集中，提高墻體的承載能力。銀錠榫的寬度和厚度也需合理設計，較大的寬度和厚度能夠增強其自身的強度和剛度，在承受外力時，能更有效地抵抗變形和破壞，為墻體提供更可靠的連接保障。連接方式的改進同樣不容忽視。采用高精度的加工工藝，嚴格控制榫頭與卯眼的配合精度，可顯著減少連接部位的縫隙，提高連接的緊密性和可靠性。高精度的配合能使銀錠榫在傳遞荷載時更加順暢，避免因縫隙過大導致的應力集中和變形不協(xié)調(diào)問題。在榫頭與卯眼之間涂抹高性能的膠粘劑，如環(huán)氧樹脂膠粘劑，可進一步增強兩者之間的粘結(jié)力，提高連接的強度和耐久性。膠粘劑不僅能填充微小間隙，還能在銀錠榫與CLT板材之間形成牢固的化學鍵，增強連接的整體性，有效提升墻體的力學性能。CLT墻體的構(gòu)造改進也是優(yōu)化力學性能的重要方向。合理增加CLT板材的層數(shù)和厚度，可顯著提高墻體的抗壓、抗彎和抗剪能力。增加層數(shù)和厚度能夠增大墻體的截面面積和慣性矩，使其在承受荷載時，具有更強的抵抗變形和破壞的能力。在設計過程中，需綜合考慮建筑的使用功能、成本和施工條件等因素，合理確定CLT板材的層數(shù)和厚度，以達到最佳的力學性能和經(jīng)濟效益。在CLT板材之間設置加強肋，可有效增強墻體的整體性和穩(wěn)定性。加強肋能夠分擔荷載，減少板材之間的相對位移，提高墻體在平面內(nèi)和平面外的剛度。在墻體受到水平荷載或地震作用時，加強肋可起到約束板材變形的作用，防止墻體出現(xiàn)局部失穩(wěn)或破壞，從而提升墻體的抗震性能和抗風性能。加強肋的設置位置和間距應根據(jù)墻體的受力特點和設計要求進行優(yōu)化，以充分發(fā)揮其增強作用。六、結(jié)論與展望6.1研究成果總結(jié)本研究通過試驗研究、數(shù)值模擬和理論分析等方法，對銀錠榫連接組合式CLT墻體的力學性能進行了系統(tǒng)深入的探究，取得了一系列具有