Experimental investigation of steel-to-timber joints with inclined self-tapping screws: A parametric study evaluating load-displacement behavior and testing configurations in quasi-static testing

Abstract

Detta examensarbete undersöker användningen av lutande självgängande träskruvar i stål/trä-förband och behandlar deras design samt last-deformationsbeteende genom en experimentell undersökning och en litteraturstudie.Litteraturstudien ger en förståelse för dimensioneringen och beteendet hos stål/trä-förband med ett särskilt fokus på lutande skruvar och deras huvudsakliga parametrar som styvhet och bärförmåga. Tidigare undersökningar inom forskningsområdet behandlas där testkonfigurationer och härledda analytiska ekvationer belyses. - Den experimentella undersökningen bestod av förberedelser och montage av provkropparna, detta inkluderade infästning av de element provkroppen bestod av - stålplatta, träskruv och limträ. Testerna genomfördes med hjälp av en servohydraulisk lastram, medan last- och deformationsdata samlades in genom Digital Image Correlation (DIC) och Linear Variable Differential Transformer (LVDT)-teknologi. Resultaten från utförda experimentella försök, illustrerade genom grafer som visar representativt last-deformationsbeteende för valda parametriska konfigurationer, visade att skruvlutning, längd, förspänningsmoment och friktionsförhållanden påverkar förbandens beteende. Specifikt visade sig skruvar med 45 graders lutning med längder på 200 och 400 mm uppvisa högst bärförmåga och styvhet i testserien. Jämförelsen mellan den asymmetriska och symmetriska konfiguration visade att den asymmetriska konfigurationen är en passande metod för att testa förbandens beteende, detta då liknande last-deformationsbeteenden kunde bevittnas som den mer vanligt förekommande symmetriska konfigurationen. - Detta examensarbete syftar till att ge information om användningen av lutande självgängade träskruvar i stål/trä-förband, och erbjuda insikter i experimentella konfigurationer och procedurer. Framtida arbete kan använda dessa insikter för att förbättra förståelse och dimensionering genom fortsatta experimentella undersökningar och teoretiska analyser, med fokus på nyckelparametrar och undersökning av variabiliteten hos stål/trä-förband med lutande självgängande skruvar.