主要用在木制品抗剪部位。有时钉结合仅起辅助作用。钉结合的牢靠程度常用握钉力来检验,然而握钉力的试验方法周期很短,钉结合在木构件中使用时处于长期受力状态,
5
f南京林业大学本科生论文
依据国标测试的结果并不能代表长期受力行为。木材及木质材料都是粘弹性材料,钉结合也将表现粘弹性
10
。
为此本课题将针对螺钉研究在木构件中持久受力蠕变特性,以便于钉结合更好应用于建筑木构件的节点处。同时对于延长木结构建筑的使用年限以及提高其安全性也有一定的借鉴和帮助。当然这在一定程度上也保证了住户的人生以及财产安全。
15课题研究创新点
a、首次对木构件的钉结合持久蠕变进行研究;b、首次研究不同环境条件下钉结合的蠕变特性规律。
6
f南京林业大学本科生论文
2粘弹性理论
为了模拟粘弹性材料的形变规律,可以将材料视作非均质的不同的质点组成的。其中一部分质点是纯粘性的,另一部分质点是纯弹性的。这些质点的不同组配,就构成模拟不同粘弹性特性的各种模型。作为纯粘性质点的元件一般是阻尼,其特性为形变速率与施力的大小成正比(符合(关系)。作为纯弹性质点的典
型元件是线弹簧(spri
g),符合
关系。这里所说的粘弹性模型都是一维的。
即全部元件都在同一个方向上联系,而且力的作用也是沿着这个方向【11】。
Maxwell、Kelvi
、21Maxwell、Kelvi
、Burgers模型
最简单的组合是一个弹性元件和一个粘性元件串联或并联起来。如图1的(a)和(b)所示。
图21蠕变模型两元件串联的结构成为Maxwell模型,并联称为Kelvi
模型(或Voigt模型)。假设元件组成的模型都是具有单位横截面积和长度的,那么载荷也就是应力σ,位移也就是应变ε。Maxwell模型(a)受拉伸应力σ时,弹簧和阻尼器中产生的应力是相等的。整个系统的总伸长等于二元件各自的伸长之和,即:…………11
7
f南京林业大学本科生论文
其中,
,
,将
带入式(1)则得到Maxwell模型所描
述的应力应变时间关系:
上式也可写成:
其中
K,称为松弛时间。
Kelvi
模型(b)受拉伸时,两元件的伸长是一致的,并且就等于系统的总伸长。(4)系统的总应力(载荷)由两元件共同承担。
所以
,或写为一般形式:…(6)(
Maxwell模型由一个弹簧和一个阻尼器串联而成,所以蠕变特性实际是上符合粘性元件特性的,即具有长时间的粘性流动。即所施加的应力直接由粘性元件(阻尼器)连续不断地响应所传递,而弹簧则始终给出某个固定的弹性应变,其蠕变量随时间线性地增r