竹集成材钉节点单剪连接的力学性能开题报告

1. 研究目的与意义

重组竹是由竹材模压而成，当作为结构材使用时，其截面尺寸和长度都会受到一定限制，很多时候不能满足构件的长度和截面的要求，需要通过拼接或接长等方式加以连接，使其达到相应的长度和厚度要求。

它不能像混凝土那样通过浇筑锚固钢筋，更不像钢材那样可进行焊接来实现连接，多数情况下是采用螺栓连接。

连接的好坏将直接影响结构的安全性和可靠性，且木竹结构的连接及设计方法与其他结构有显著差异，因此连接是木竹结构设计的关键问题。

2. 国内外研究现状分析

螺栓的种类繁多、造型各异，根据螺栓连接的受力情况来分，可分为单剪连接、双剪连接及多剪三种类型，在工程实践中大多采用单剪连接和双剪连接；根据是否采用金属连接板来分，可分为木材．木材的螺栓连接和木材．钢材的螺栓连接两种类型；根据钢板所在的位置，可分为木材．钢夹板螺栓连接和木材．钢填板螺栓连接两种类。

其中木材．钢夹板连接具有简洁、可靠、美观等特点，被广泛应用于现代木结构，尤其是重型木结构中，但我国相关的设计规范对此类连接的结构性能并未做深入阐述,如果对螺栓连接的构造不做限制，它会发生多种形式的破坏模式。

第一种是因端距或多个螺栓共同作用时，顺纹中距不足而引起的木材剪切破坏；第二种是由于螺栓直径较大，但被连接构件较薄的情况下，边距过小或多排螺栓共同作用时行距不足所引起的木材撕裂破坏；第三种是由于木材销槽承压承载力不足引起的破坏；第四种是因销槽挤压变形过大导致螺栓发生弯曲破坏11 41。

3. 研究的基本内容与计划

本研究以毛竹基重组竹为试验材料，着眼于重组竹螺栓连接节点相关特性的研究，分析相关影响因素对重组竹销槽承压、螺栓连接节点承载性能的影响，观察连接节点的破坏模式，探究其破坏机理；此外，评价了现行木材螺栓连接计算公式对重组竹螺栓连接承载性能预测的适用性；最后以竹材本身所具备的力学特性为基础，推导了适合重组竹销槽承压强度、螺栓连接节点承载力理论计算公式，为螺栓连接在现代竹结构中的应用提供一定的参考，也为竹结构用螺栓连接性能的改善、新型竹结构连接件的开发，提供可靠的理论依据。

(1)测定螺栓连接基材的基本特性。

确定重组竹各强度指标、弹性常数及断裂韧性，根据结果评价重组竹基本性能；分析了直径对螺栓抗弯屈服强度的影响，为重组竹螺栓连接节点性能的研究提供相应基础数据。

4. 研究创新点

本研究在前人研究基础上，对重组竹螺栓连接节点的承载性能进行了研究，虽然尚存不足之处，但较已有的研究，本研究在以下方面有所创新：1．首次通过电测法测得了重组竹12个弹性常数，测定了重组竹tl、rl方向的i型断裂韧性，为后期重组竹螺栓连接节点承载强度的研究提供相应的基础数据，并得出了重组竹断裂韧性试样的最佳厚度。

2．考虑重组竹自身特有的结构特征，引入螺栓直径、含水率及纹理方向为影响因素，推导了较为全面的重组竹销槽承压强度的理论设计公式，为后期螺栓连接节点的研究奠定了相应基础。

3．以重组竹螺栓连接承载力影响因素为基础，引入销槽承压强度计算公式，推导了重组竹单螺栓连接节点、多螺栓连接节点每一剪面承载力计算公式。