基于锚固深度的重组竹自攻螺钉拉拔锚固性能试验研究开题报告

1. 研究目的与意义

重组竹的强度和刚度均优于通常的结构用木材，且力学性能稳定，是一种理想的高性能绿色结构材料。在大跨度重组竹结构中需要受力可靠且美观的节点拼接技术。参考拼接木梁，通常拼接木梁的连接主要包括钢带、环氧树脂、楔形八字嵌接、楔形嵌接与胶结合、锚栓式连接、自攻螺钉与木板或钢板的共同作用。随着金属连接件制作工艺的进步，自攻螺钉(STS)受力性能得到提升并在木梁连接节点中表现了潜力。新型自攻螺钉能够降低间距较小情况下的木材开裂的概率且具有高效的操作效率，其次自攻螺钉可保持连接节点美观并具有较好的机械性能，同时自攻螺钉可有效增强木节点和木梁受弯性能。自攻螺钉亦可在CLT剪力墙连接中有效传递平面内剪切力。因此学者们提出了具有不影响拼接梁外观、避免开裂、操作高效、受力性能好等特点的自攻螺钉加固拼接梁的连接方式，并对拼接梁试件进行抗弯性能试验研究。自攻螺钉有望应用于重组竹木梁拼接，重组竹自攻螺钉锚固力学性能的研究是拼接重组竹梁抗弯性能的前提和基础，而目前重组竹自攻螺钉锚固力学性能的研究较少，亟待研究。

本项目拟针对通过重组竹自攻螺钉的锚固力学性能试验，研究不同直径自攻螺钉的锚固深度对重组竹自攻螺钉锚固力学性能的影响规律，为自攻螺钉加固拼接重组竹梁承载力计算研究提供基础数据和技术支撑。

2. 国内外研究现状分析

查阅国内外相关文献，了解重组竹自攻螺钉锚固力学性能研究情况，熟悉国内自攻螺钉锚固性能加载试验方法和计算公式。重点关注自攻螺钉的锚固深度对重组竹自攻螺钉锚固力学性能的影响规律，以及受力机理。

3. 研究的基本内容与计划

根据自攻螺钉锚固力学性能试验主要检验自攻螺钉拉拔破坏模式和各力学性能指标。试件采用重组竹，并根据astmd1761加工时间，选取60mm、80m和100mm三种深度变化参数，根据实际应用选取直径为6mm、8mm和10mm作为自攻螺钉直径变化参数。另外，选用相同埋置深度的自攻螺钉拉拔承载力试验结果作为对比。

4 结果分析

总结归纳自攻螺钉拉拔破坏模式，分析其破坏机理。依据相关规范标准，基于各组试件的拉拔承载力和位移曲线，得到拉拔曲线的初始刚度、极限承载力、极限位移等性能指标；利用欧洲和加拿大自攻螺钉拉拔承载力公式计算试验中拉拔承载力，并与试验结果进行对比，选取合理地自攻螺钉承载力计算公式；利用试验结果对自攻螺钉承载计算公式进行修正，提出以锚固深度为参数的端头自攻螺钉锚固力承载力计算建议公式。

4. 研究创新点

自攻螺钉在木结构的使用中和木结构的加固增强中，都需要利用到自攻螺钉的抗拔性能，而国内外对于重组竹的自攻螺钉端头影响的研究甚少。所以本次实验针对自攻螺钉端头的影响。