木结构钉连接承载性能试验研究与分析

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在国家政策的鼓励和引导下,现代木结构正蓬勃发展,钉连接是现代木结构中主要的连接方式之一。目前,我国对于销连接承载力的研究主要集中于螺栓连接,普遍忽视了钉与螺栓本身材料性质差异、嵌入方式不同对木材的销槽承压强度和钉连接承载力的影响。此外,我国轻型木结构剪力墙承载力设计值仍停留在标准构造条件下查表获得的方式,不能满足现代木结构工程的多样性。基于以上背景,本文围绕木—木钉连接进行了钉的材性试验研究、钉连接的销槽承压试验研究和钉连接试验研究,并且研究了利用钉连接的承载力计算剪力墙承载力的设计计算方法。论文具体内容包括以下几个方面:1、进行了4种直径国产圆钉的拉伸试验,得到了各直径钉的屈服强度,为确定钉连接承载力计算式中所用钉的材性提供了依据。试验结果表明:国产圆钉的弹塑性强化系数取为kep=1.0较为合理,同时针对试验所用木材进行了含水率和密度的测定试验。2、对380个试件进行了销槽承压强度试验,研究了树种、钉直径和加载方向等因素对木材销槽承压强度的影响。采用半孔法的方式进行试验,得到了不同树种木材的销槽承压强度和破坏模式。经拟合得到了木材销槽顺纹、横纹承压强度关于木材全干相对密度和钉直径的经验公式,比较了欧洲、美国规范销槽承压强度计算公式的计算结果、本文经验公式的计算结果和试验结果,验证了所提出的经验公式的正确性。3、制作了246个对称单剪钉连接试件并进行了钉连接承载力试验,研究了木构件厚度、钉直径和树种对钉连接承载力的影响。比较了三种屈服荷载确定方式对于我国钉连接的适用性,明确了钉连接承载力计算中考虑钉的塑性不完全发展。4、基于钉连接承载力提出了剪力墙承载力设计建议式,将其与我国现行标准中的设计公式进行对比,同时将两者的计算结果与剪力墙单调加载试验的试验结果进行比较分析,验证了设计建议式的准确性和适用性。
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