自攻螺钉的抗拔性能试验研究

摘 要：近年来，随着科学技术的进步，自攻螺钉的出现大大提高了钉连接的抗拔能力，本文对自攻螺钉在SPF墙骨和竹胶板中的销槽承压性能进行研究，通过分析销槽承压的应力-位移曲线，为自攻螺钉连接节点的抗剪承载力计算提供基础数据以及自攻螺钉在轻木剪力墙中的应用奠定基础。

关键词：自攻螺钉；SPF墙骨；竹胶板；连接；承压

前言

随着全球变暖以及资源的日渐匮乏，木结构以其独特的可再生，绿色，无污染的优势逐渐发展，在世界上不少国家得到广泛应用。尤其是欧美等发达国家，北美约有 85%的多层住宅和 95%的低层住宅采用轻型木结构体系。在我国，随着国家经济的日益增长，人民生活水平的不断提高，木结构作为一种装配式建筑越来越多的成为人们的选择，北京，上海，苏州，成都等地的轻型木结构尤为突出。

轻型木结构中常采用钉子来连接木构件，如轻木剪力墙中的面板钉连接节点、轻型木楼盖中的地板钉连接节点。对于钉连接而言，钉子在木材中的抗拔性能是影响其力学性能的重要因素。欧洲、美国、加拿大的木结构设计规范均给出了钉连接节点基于Johanson屈服理论的承载力计算公式，而钉子在木材中的拔出强度是其中一项极为重要的基本参数。

在轻木剪力墙中，面板钉连接常发生钉子拔出破坏，不利于轻木剪力墙的抗侧力性能表现。鉴于此，可将抗拔能力佳的自攻螺钉用于轻木剪力墙中，以期提升轻木剪力墙的抗侧力性能。本文拟对自攻螺钉在SPF墙骨中的抗拔性能进行试验研究，既可为自攻螺钉连接节点的抗剪承载力计算提供基础数据，也可为自攻螺钉在轻木剪力墙中的应用奠定基础。

1. 我国轻型木结构钉连接节点的研究进展

随着科学技术的发展和工业化水平的提高，我国木结构建筑得到了迅速发展。目前木结构的连接方式有榫卯、齿、螺栓、钉、键连接等，其中，钉连接已得到广泛应用。钉连接是轻型木结构中最基本的连接方式，轻型木结构的抗侧力构件是剪力墙、楼盖和屋盖，而覆面板和强骨之间的钉连接的受力性能是这些部件抗侧力性能的主要因素。自攻螺钉的出现进一步加强了螺钉的抗拔性能，自攻螺钉具有轻质高强、施工简单、价格低廉等特点，特别是其具有较高的屈服强度、抗拉强度、抗扭强度等，逐渐被应用到实际工程中。在钢结构领域，自攻螺钉被广泛应用在轻钢结构的连接处。随着时间的推移，国内外学者将自攻螺钉应用在木结构中，利用自攻螺钉进行木结构的连接、加固等研究。与传统的标准化螺钉相比，自攻连续螺纹螺钉具有明显的优势。经过专门硬化，其抗拉强度可达800N/mm2，即使螺钉的核心直径很小也可以承受很大的轴向荷载。研究表明，使用自攻螺钉可以更好的增强木材的横纹抗拉和顺纹抗剪性能，能使其脆性向延性转变，从而延缓木材开裂，增长木材使用时间。减少开裂的木材具有很好的粘结力和较好的抗拉拔强度。自攻螺钉即使在大变形的情况下，亦可继续承载，尤其在地震中的应用，增强木结构抗震能力。

2 国内外研究现状