平行弦木桁架斜螺钉连接节点性能研究开题报告

 2021-08-08 16:39:33

1. 研究目的与意义

本试验希望通过分析斜螺钉连接的平行弦木桁架的节点受力性能,探索弦杆与腹杆夹角与螺钉倾斜角度的关系,以得出充分发挥自攻螺钉轴向承载能力的连接方案,为进一步优化斜螺钉连接的平行弦木桁架单元的整体性能奠定基础。

新型连接节点使木结构建筑的构件充分体现木材的亲和性、温暖感,而使木材单元之间以及木结构件之间的连接在不降低结构强度的前提下尽量减少金属连接件带给使用者的冷硬感,同时又要满足建筑施工安装的便捷快速,以推动木结构装配式建筑成为更多居住者的选择。

2. 国内外研究现状分析

1. 木桁架节点研究目前针对齿板连接木桁架在受力时易出现钢板屈服、齿板滑移、齿板从构件中拔出等缺陷,国内专家已做了大量研究:2009年,刘利清等人采用有限元分析法研究了齿板滑移对木桁架节点位移的影响;2011年,重庆大学况宜等人利用国产齿板进行了齿板连接标准节点的抗拉、抗侧力抗滑移等试验,确定了齿板设计值所需各类参数;2012年叶虹等人针对齿板系列问题对国产齿板进行了加长边缘齿板齿长、板齿刻痕、去除连接处板齿的系列改良试验。

针对如何利用木桁架实现大跨建筑构造,2017年阙泽利等人提出了多种多榀木桁架节点连接形式,同年,gustaf larsson等设计了一种以胶黏剂、橡胶层、钢板加强销类节点的构造形式。

国内现有《轻型木桁架技术规范》jgjt 265-2012 中仅对齿板连接的桁架设计做出相关规定[13],以满足结构强度规定,对于新型连接方式的设计要求还有待完善。

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3. 研究的基本内容与计划

研究内容:探究螺钉钉入方向与腹杆顺纹方向夹角的变化对木桁架连接节点的承载能力影响。

具体方案如下:(1)试验主要研究腹杆与弦杆夹角为45的平行弦木桁架的节点受力特性,将桁架模型的连接节点根据结构力学进行简化,选取受拉节点进行试验。

(2)试验研究自攻螺钉钉入方向与节点腹杆顺纹方向的夹角的改变对斜螺钉连接的新型桁架受力性能的影响,对7组试件夹角分别为0,15,,75,90进行抗拔试验,记录现象并采集数据。

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4. 研究创新点

1. 新的设计角度节点连接形式不同于典型的齿板连接形式,采用自攻螺钉进行连接,避免高成本工厂加工的同时,隐藏式的金属连接件也更利于提高构件防火性能。

2. 研究对象复杂由于不同试验组螺钉与木纹方向的夹角不一样,抗拔实验过程中,节点承载力受到木材销槽承压强度、螺钉抗拔强度以及抗弯强度三个因素综合影响。

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