【摘要】：節(jié)點(diǎn)連接是竹木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，，整體建筑結(jié)構(gòu)的破壞大多都起源于節(jié)點(diǎn)連接的失效或破壞。在各類金屬連接件中，螺栓連接具有簡潔、安全可靠、使用方便等優(yōu)點(diǎn)，隨著現(xiàn)代竹結(jié)構(gòu)的發(fā)展，螺栓連接已經(jīng)被廣泛應(yīng)用。目前國內(nèi)外對重組竹螺栓連接方面的報(bào)道甚少，故深入研究重組竹螺栓連接性能，對改善螺栓連接的安全性和可靠性都具有重要作用，也可為螺栓連接的進(jìn)一步推廣提供理論基礎(chǔ)。 本研究以毛竹基重組竹為試驗(yàn)材料，著重于研究重組竹螺栓連接節(jié)點(diǎn)特性，分析各因素對銷槽承壓、螺栓連接節(jié)點(diǎn)承載性能的影響，觀察破壞模式，探究破壞機(jī)理；此外，評價(jià)了現(xiàn)行木材螺栓連接計(jì)算公式對重組竹螺栓連接承載性能預(yù)測的適用性；最后以竹材本身特性為基礎(chǔ)，推導(dǎo)了適合于重組竹銷槽承壓強(qiáng)度、螺栓連接承載力的理論計(jì)算公式，為螺栓連接在現(xiàn)代竹結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用提供一定的參考，也為竹結(jié)構(gòu)用螺栓連接性能的改善、新型竹結(jié)構(gòu)連接件的開發(fā)，提供可靠的理論依據(jù)。 本論文的主要研究結(jié)果歸納如下： 1.重組竹材料密度均一、力學(xué)強(qiáng)度高且穩(wěn)定，完全能滿足結(jié)構(gòu)用材的力學(xué)強(qiáng)度要求；得到了重組竹12個(gè)彈性常數(shù)、TL和RL方向的Ⅰ型斷裂韌性，并推薦重組竹斷裂韌性試樣厚度設(shè)置為25mm；螺栓抗彎屈服強(qiáng)度隨著螺栓直徑增大而增大。 2.對于銷槽承壓強(qiáng)度而言，試樣尺寸在滿足最小要求的前提下，對其無顯著影響；螺栓直徑、紋理方向和含水率對其影響顯著：隨螺栓直徑增大而減��；隨紋角度增大，呈先減小后增大的變化趨勢；隨含水率增大呈遞減趨勢，并逐漸趨于穩(wěn)定。 3.銷槽試樣的紋理角度從0°到90°逐漸過渡時(shí)，破壞模式由順紋理劈裂和銷槽端部壓潰的混合破壞模式，逐漸向銷槽壓潰和試樣整體壓潰的混合破壞模式（試樣沿著厚度方向發(fā)生分層開裂）轉(zhuǎn)變，以45°銷槽試樣為轉(zhuǎn)折點(diǎn)。 4.采用Eurocode5和NDS/LRFD中的木材銷槽公式計(jì)算重組竹銷槽承壓強(qiáng)度，結(jié)果偏差較大，故本研究將螺栓直徑、含水率、紋理方向作為考慮因素，分別構(gòu)建了適合于重組竹銷槽承壓強(qiáng)度的理論計(jì)算公式，并給出了重組竹銷槽承壓測試試樣的標(biāo)準(zhǔn)尺寸。 5.總結(jié)了端距、主構(gòu)件厚度及螺栓直徑等因素對單螺栓承載性能（初始剛度、屈服后剛度、屈服載荷、極限載荷及延性率）影響的顯著性，并推薦重組竹螺栓連接節(jié)點(diǎn)的主構(gòu)件厚度設(shè)置為90mm，最后結(jié)合單螺栓影響因素和銷槽承壓強(qiáng)度，推導(dǎo)了重組竹單螺栓連接節(jié)點(diǎn)承載力理論計(jì)算公式。 6. Foschi模型能較好模擬單螺栓連接節(jié)點(diǎn)承載曲線變化，能反映出彈性區(qū)域和屈服后節(jié)點(diǎn)特性，并將彈性向塑性的轉(zhuǎn)變過程直觀地表現(xiàn)。單螺栓連接節(jié)點(diǎn)的有效破壞模式主要有兩種，即“一鉸”和“二鉸”屈服模式，此時(shí)主構(gòu)件和螺栓均能充分發(fā)揮材料的力學(xué)性能，是合理的破壞模式。 7.得出了螺栓列數(shù)、行距、間距及每列螺栓數(shù)等因素對多螺栓連接節(jié)點(diǎn)的承載性能影響變化趨勢。隨著螺栓間距的增大，試樣的破壞形態(tài)由列開裂和單鉸屈服破壞的混合模式逐漸向單純的鉸破壞演變。多列螺栓隨著螺栓列數(shù)的增多，會(huì)由單列開裂向兩邊列劈裂演變；隨著列間距增大，試樣的開裂破壞逐漸消失，只產(chǎn)生了銷槽承壓破壞和鉸屈服破壞。由于多螺栓連接節(jié)點(diǎn)在承載過程中載荷分布不均，導(dǎo)致各螺栓的變形不均勻，中間螺栓的變形小于端部螺栓的變形。 8.總結(jié)了螺栓間距、行距、螺栓個(gè)數(shù)等因素對多螺栓連接節(jié)點(diǎn)承載性能的影響。隨螺栓數(shù)量的增多，試樣載荷-位移曲線的屈服階段愈加短暫，有些試樣幾乎從線彈性階段直接進(jìn)入破壞階段，最后結(jié)合單螺栓的承載性能，對多螺栓連接節(jié)點(diǎn)的有效螺栓數(shù)和折減系數(shù)進(jìn)行了計(jì)算，并推導(dǎo)了重組竹多螺栓連接節(jié)點(diǎn)承載力理論計(jì)算公式。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：中國林業(yè)科學(xué)研究院
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TU366

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本文編號：2379326