落叶松顺纹销槽承压屈服强度研究

发布时间：2021-11-04 03:03

　　销槽承压屈服强度是销连接节点承载性能的重要参数,对于确定节点承载性能及其可靠度的计算具有关键意义。采用公称直径5.5 mm的钻尾自攻螺钉和直径分别为6,8,10 mm的螺栓,对4组60个落叶松销槽承压试件进行单调加载试验,通过5%直径偏移法确定其销槽承压屈服强度,比较销槽承压屈服强度与销栓类型和直径的关系。根据试验结果,评价文献和各标准中的理论方程对落叶松销槽承压屈服强度预测的可行性,从而为木结构销连接承载力的计算、设计提供参考。试验结果表明:销槽承压试件的破坏发生在槽孔受压区域,竖向顺纹裂缝部分出现在槽孔下方,部分出现在槽孔边缘,试件破坏时表现出明显的脆性特征。钻尾自攻螺钉承压试件的承压屈服强度远小于螺栓试件,随着螺栓直径的增大,最大荷载也随之增大,承压屈服强度随着螺栓直径的增大呈减小趋势,至直径8 mm时其承压屈服强度趋于稳定。通过对相关文献和各标准与试验结果进行比较,对欧洲木结构设计规范EC5中销槽承压屈服强度的计算模型进行了修正,修正后的公式对落叶松顺纹销槽承压屈服强度的预测能力更强。 

【文章来源】：林业工程学报. 2020,5(05)北大核心CSCD

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

试件尺寸示意图

参照ASTM D5764-97a(2018)进行半孔销槽承压试验，试验装置如图2所示。采用10 t岛津力学试验机进行单调加载试验，加载速度1 mm/min。采用YHD-25型位移传感器，通过TDS-530静态数据采集系统同步采集数据，采集频率1 Hz。试验加载前将试件置于支座中心，将销栓连接件放入槽孔后对其施加荷载，由连接件传力至试件，当连接件完全被压入试件内部或者试件开裂即停止试验。试验开始前，参照GB/T 1933—2009《木材密度测定方法》、GB/T 1931—2009《木材含水率测定方法》测定木材的密度和含水率。2 结果与分析

试件主要出现3种破坏模式，如图3所示。破坏模式Ⅰ为连接件下方的木材被压溃，导致销槽孔壁变形，木材出现挤压破坏;破坏模式Ⅱ为承压面下方的木材沿木材纹理产生裂纹，主要原因是破坏区域应力过于集中，导致出现顺纹劈裂破坏;破坏模式Ⅲ为试件槽孔边缘或槽孔以外部分木材顺纹劈裂，主要原因是构件承压面边缘或其他区域受力不均匀，造成木纤维横向拉裂。所有试件会出现一种破坏模式或同时出现几种破坏模式，且随着连接件直径的增大，裂缝形式逐渐由破坏模式Ⅱ转变为破坏模式Ⅲ。试件受力时的应力状态如图4所示。当连接件开始受力时，荷载通过连接件从加载压头传递到试件上，连接件下方和应力分散边界内(图4中灰色区域)的木纤维受到压力，尤其是直接受压区域会产生明显变形。由图4可知，由于oab区域离直接受压区域较远，且超出应力边界，压力无法到达，因此该区域基本未出现破坏，这与试件破坏现象相符。随着压力的增大，bcc"b"区的垂直变形对灰色区域的木纤维产生了张力;由于竖向荷载与纤维间水平拉力的复合作用，灰色区域内的木纤维沿纹理方向产生了初始裂缝;随着压力继续增大，初始裂缝发展为贯通裂缝，试件产生破坏。

【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
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本文编号：3474869