竹集成材钉节点的力学性能研究开题报告

1. 研究目的与意义

目的：节点连接是木结构设计的关键，整体建筑结构的破坏大多都起源于节点连接的失效或破坏。在各类金属连接件中，螺栓连接具有简洁、安全可靠、使用方便等优点，随着木结构的发展，钉连接已经被广泛应用。目前国内外对木结构钉连接方面的报道甚少，故深入研究木结构钉连接性能，对改善钉连接的安全性和可靠性都具有重要作用，也可为钉连接的进一步推广提供理论基础。着重于研究木结构钉连接节点特性，分析各因素对钉连接节点承载性能的影响，观察破坏模式，探究破坏机理；此外，评价了现行木材钉连接计算公式对木结构钉连接承载性能预测的适用性；推导了适合于木结构连接承载力的理论计算公式，为钉连接在现代竹结构中的应用提供一定的参考，也为木结构钉连接性能的改善、新型钉连接件的开发，提供可靠的理论依据。通过实验，系统性的总结归纳大学所学习的知识，并运用所学的知识与技能。

2. 国内外研究现状分析

钉连接的早期研究主要集中在承载力确定的问题上 ,即力学理论模型的建立 。学者们根据大量的连接试验结果,进行分析及理论推导 ,从而得到了钉连接承载力理论计算模型 , 即 屈服理论 。

屈服理论 是 丹麦科学家 johansen 于1941年提出的, 他认为销连接主要受销抗弯承载力和木材销槽承压两个因素的影响 ,通过假设木材与钢材为理想弹塑性材料, 并根据材料力学方法推导得到销连接承载力的计算公式 。

钉连接是销连接最常见的形式。 1950 年mller把屈服理论 应用到单 、双剪钉连接承载力的计算中。其理论不仅能计算含有两个构件的对称 、反对称连接及三个构件的对称连接的情况 ,而且还能计算由不同树种木构件 (木材销槽承压强度不相同 )组成的连接情况。虽然 , 该计算理论的提出比 johansen晚 10年,但一般称钉子的屈服理论为mller理论 。

3. 研究的基本内容与计划

内容：

通过试验研究了影响全重叠钉接节点强度和刚度性能的因素。研究了钉子重叠方向对木材纹理方向的影响；它讨论了钉子重叠方向相对于木材纹理方向的影响；接缝中钉子的线数；钉线的横向间距；木材的含水量；钢扣板中使用的预钻孔直径；钉子直径；钉子强度；行间距；以及钉子的行数。

计划：

4. 研究创新点

通过试验研究了影响全重叠钉接节点强度和刚度性能的因素。研究各个方面产生的影响，采取最合理的木连接钉连接方式，使得更加合理，经济，便捷。为未来木结构钉连接的发展提供理论依据。