胶合木—钢夹板螺栓连接力学性能试验研究

作     者：何朝红 

作者单位：中南林业科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：陈爱军

授予年度：2017年

学科分类：08[工学] 081402[工学-结构工程] 081304[工学-建筑技术科学] 0813[工学-建筑学] 0814[工学-土木工程] 

主      题：胶合木-钢夹板螺栓 力学性能 荷载-滑移曲线 有限元分析 

摘      要：我国林木资源储备丰富,然而国产速生工程木材资源相当匮乏,木结构工程材主要依靠进口。现代木结构的研究和应用也落后于欧美、日本等发达国家,因此,我国亟需开展现代木结构的理论研究和实践应用。本文以东北落叶松胶合木和钢夹板作为对象,通过材性试验,借助有限元计算工具,从胶合木与螺栓厚径比、螺栓间距、并列和错列方式等三种影响因素对胶合木-钢夹板螺栓连接力学性能进行探讨,以期对未来相关木结构螺栓连接的应用提供依据,主要从以下几个方面着手:(1)归纳已有的螺栓连接相关理论,得出几种典型螺栓连接破坏模式,并通过基本假定推导螺栓连接承载力计算公式。(2)通过材性试验获取胶合木材料参数,得出材料的本构关系,建立有限元模型进行理论分析,并得到多螺栓连接力学性能的若干相关结论。(3)通过厚径比对螺栓连接力学性能影响的试验研究,得出厚径比不仅影响螺栓连接的承载力大小,而且改变螺栓破坏模式;得到合适厚径比为7.5～10;对比国内外螺栓连接计算公式,推导出胶合木-钢夹板螺栓连接理论计算公式且准确性良好。(4)通过螺栓间距对螺栓连接力学性能影响的试验研究,得出螺栓间距仅在一定范围内提高螺栓连接力学性能;采用Foschi公式拟合荷载-滑移曲线且适用性良好。(5)通过并列与错列两种螺栓布置对螺栓连接力学性能影响的试验研究,得出错列比并列能承受更大荷载但并列延性更佳;螺栓列数能够提高连接的力学性能;有限元模型相关结论和试验结果吻合较好。