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梓木构件“T”型、“L”型节点双圆榫接合性能研究

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摘要

1 绪论

1.1 传统木结构家具节点接合形式

1.1.1 榫接合

1.1.2 胶接合

1.1.3 钉接合

1.2 现代木结构家具接合形式

1.3 传统结构的现代化改造

1.4 圆榫接合形式的特点

1.5 课题研究背景

1.6 论文选题依据

1.7 国内外研究现状及水平

1.7.1 国外对榫接合强度的研究现状及水平

1.7.2 国内对榫接合强度的研究现状及水平

1.7.3 国内外对圆榫接合强度研究现状及水平

1.8 课题研究的创新点

1.9 研究方法

1.10 课题研究的目的和意义

1.10.1 研究目的

1.10.2 课题研究的意义

2 试验材料和方法

2.1 梓木力学性能实验

2.1.1 实验依据

2.1.2 实验材料

2.1.3 实验仪器与设备

2.1.4 实验室实验条件

2.1.5 试件密度测试实验

2.1.6 试件含水率测试实验

2.1.7 试件横纹抗压强度测试实验

2.1.8 抗弯强度测试实验

2.1.9 抗弯弹性模量测试实验

2.2 “T”、“L”型节点接合性能试验

2.2.1 构件受力分析及破坏过程探析

2.2.2 实验材料

2.2.3 实验设备与仪器

2.2.4 实验室条件

3 直径对“T”、“L”型梓木构件接合性能的影响

3.1 实验方案设计

3.2 实验现象与分析

3.2.1 实验破坏形式及分析

3.2.2 对比实验

3.3 实验数据分析

3.3.1 直径对“T”型节点接合形式抗拔强度的影响

3.3.2 直径对“T”型和“L”型节点接合形式抗弯强度的影响

3.4 小结

4 配合参数对“T”、“L”型梓木构件接合性能的影响

4.1 实验方案设计

4.2 实验现象与分析

4.2.1 实验破坏形式

4.2.2 原因探析

4.3 实验数据分析

4.3.1 “T”型节点接合形式下配合参数对抗拔强度的影响

4.3.2 配合参数对“T”型和“L”型节点接台形式抗弯强度的影响

4.4 小结

5 两圆榫中心距对“T”、“L”型梓木构件接合性能的影响

5.1 实验方案设计

5.2 实验现象与分析

5.2.1 实验破坏形式

5.2.2 原因探析

5.3 实验数据分析

5.3.1 “T”型节点接合形式下圆榫中心距对抗拔强度的影响

5.3.2 两圆榫中心距对“T”型和“L”型节点接合抗弯强度的影响

5.4 小结

6 圆榫插入深度对“T”、“L”型梓木构件接合性能的影响

6.1 实验方案设计

6.2 实验现象与分析

6.2.1 实验破坏形式

6.2.2 原因探析

6.3 实验数据分析

6.3.1 “T”型节点接合形式下圆榫插入深度对抗拔强度的影响

6.3.2 插入深度对“T’’型和“L”型节点接合抗弯强度的影响

6.4 小结

7 结论与展望

7.1 构件与圆榫接合受力分析

7.1.1 圆榫与构件侧边接合

7.1.2 圆榫与构件端部接合

7.2 结论

7.3 展望

参考文献

附录 攻读学位期间的主要学术成果

致谢

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摘要

本论文主要探讨梓木构件在“T”型和“L”型节点、双圆榫接合形式下,圆榫直径、圆榫与榫孔间的配合参数、两圆榫中心距以及圆榫插入深度分别对构件接合抗拔强度与抗弯强度的影响。并得到如下结果:
   随着圆榫直径增加,节点极限抗拔力与极限抗弯破坏载荷值均增加。在”T”型节点接合形式下,圆榫表面涂胶比其表面不涂胶时的抗拔强度高出49%,抗弯强度高出17%;在“L”型节点接合形式下,圆榫表面涂胶比其表面不涂胶时的抗弯强度高出35%。随着圆榫直径的增加,构件间接合强度(抗拔强度和抗弯强度)基本呈现一次线性关系。
   随着圆榫与榫孔间配合参数(C值)的增加,节点极限抗拔力与抗弯极限破坏载荷值均增加。且当C为0.4时,构件接合效果最好。经极限抗拔力测试实验,得到C值与极限抗拔力关系式:y=-1038e2+1893e+2789,相关系数R2=0.966。极限抗弯破坏载荷中,得到C值与极限抗弯破坏载荷值的关系式:“T”型结构中,表达式为y=404.3c2+545.8c+835.5,相关系数R2=0.973;“L’型结构中,表达式为y=133.3c2+414.5c+842.5,相关系数R2=0.971。
   两圆榫中心距(d值)为32mm时,构件极限抗拔力值达到最大,增加或减少d值,其极限抗拔力值均减小。并有d值与极限抗拔力的关系式:y=-4.181d2+262.6d-120.4,相关系数R2=0.935。而d值与构件极限抗弯破坏载荷呈同趋势变化,并有极限抗弯破坏载荷与d值的关系式:“L”型结构中为y=-0.074d2+31.89d+5.448,相关系数R2=0.980;“T”型结构中为y=0.006d2+24.35d+239.9,相关系数R2=0.999。
   随着圆榫插入深度值的增加,节点极限抗拔力与极限抗弯破坏载荷值均增加,但趋势较平缓。经极限抗拔力测试实验,得到h值与抗拔力值的关系式:y=-10.36h2+417.2h-1482,相关系数R2=0.976;经极限抗弯破坏载荷测试实验,得到极限抗弯破坏载荷值与d值的关系式:“L”型节点关系式为y=-1.236h2+74.99h-109.8,相关系数R2=0.980;“T”型节点系式为y=-1.821h2+94.15h-299.2,相关系数R2=0.991。

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