多高层木结构抗震技术研究与工程应用

自2008年建起一幢木结构CLT高层后，世界各国纷纷响应这个理念，各地建起了一些示范建筑。最早于2009年，伦敦建成了一幢名为“Stadthaus”的9层公寓式建筑，该建筑底层为混凝土剪力墙结构，上部8层的墙板、楼板、包括电梯和楼梯井道均采用CLT板建造。该工程中，绝大多数构件经工厂预制后现场拼装而成，施工周期仅9周，且施工误差仅为混凝土结构的一半。此外，施工过程绿色环保，碳排放少，所用建材本身兼有碳贮存功能。2012年，墨尔本建成了一幢名为“Forte”的10层公寓式建筑，该建筑同样采用了底层混凝土框架-上部楼层CLT剪力墙的上下组合结构体。海南木结构

“Forte”的施工周期约10个月，与同体积的混凝土或钢结构建筑相比，其在保温隔热方面能够节约25%的能源，且兼有抗震性能优良的特点。多高层木结构抗震性能研究

在地震中，节点是整个多高层木结构建筑中最容易破坏的部位，且节点性能对结构体系诸如层间位移角等地震动力响应的影响至关重要。此外，不同种类的构件通过节点连接成了体系多样的结构，在结构体系经历地震作用时，构件与节点间、构件与构件间的内力传递机制及协同受力机制直接决定了多高层木结构的抗震性能。下面将分别从节点性能研究和结构体系性能研究两方面来阐述多高层木结构抗震性能研究概况。海南木结构

木结构

2.1 节点性能

为了提高传统螺栓连接梁柱节点的初始转动刚度，国内学者相继研究了预应力套管螺栓连接梁柱节点、基于紧固件和FRP强化的螺栓连接梁柱节点、通过隅撑加强的螺栓连接梁柱节点、螺钉连接胶合木梁柱节点。下面将分类阐述。海南木结构

2.1.1 预应力套管螺栓连接节点

预应力套管螺栓连接梁柱节点由木构件、钢板、套管、高强螺栓、螺母和垫片组成。组装时将套管从钢板两侧塞入木孔，组装完成后对高强螺栓施加预应力，高强螺栓的预紧力通过螺母传给垫片，当外力使木构件相对钢板产生运动趋势时，垫片、钢板、钢管之间的预压力将会在三者的接触面上产生摩擦力;属于通过改善连接区域的销轴性能，从而使其力学性能获得提升的一类梁柱节点形式。研究表明：预应力套管螺栓连接梁柱节点安装便利，且通过摩擦力克服了孔洞间隙造成的不利影响;该节点在高强螺栓出现显著预应力损失前能够提供较饱满的滞回曲线和很好的耗能能力;随着转动变形增大，套管与钢板间静摩擦力被克服，螺栓预应力损失提高，滞回曲线“捏拢”现象趋于明显