采用自攻螺钉的面板钉连接节点的力学性能研究

摘要：近年来，随着科学技术的进步，竹胶板表现出较好的力学性能和材料均匀性，且自攻螺钉在抗拔性能上远远优于常规钉连接件，根据轻木剪力墙的实际构造，本文对单剪面板钉连接节点的力学性能进行研究，采用单调加载实验，研究其力学性能，推导抗剪承载力，为后续进一步研究自攻螺钉在轻木剪力墙中的应用和研究提供基础数据和理论支撑。

关键词：竹胶板 自攻螺钉 单剪 钉连接 单调加载实验

前言

木材是天然绿色的建筑材料，由其建造的房屋建筑具有施工快捷、构造简单、节能、美观及抗震性能好等优点，因此，木结构住宅在欧洲、美洲和亚洲的多个国家和地区得到广泛应用。我国的木结构经上世纪80~90年代停滞期后，在世纪之交再度复兴，尤以北京、上海、苏州及成都等地区建造的轻型木结构住宅为热点。

轻型木结构是目前应用最为广泛的一种现代木结构体系，而轻木剪力墙（又称木框架剪力墙）是其重要的抗侧力构件，主要由墙骨框架和覆面结构板材钉接而成。面板与木框架的钉连接是木结构房屋中最主要的连接形式，钉节点的连接性能直接影响了木框架剪力墙承受侧向荷载的能力。

上世纪 50 年代以来，钉连接试验研究主要包含木材、钉子或其他金属连接件的物理性质、几何尺寸，以及钉节点的连接、受力方式等。由于我国轻型木结构房屋的钉子多数为国产材料，钉子的力学性能和施工工艺与国外有所差异，因此对我国木结构房屋的钉节点进行试验研究显得尤为重要。鉴于此，本文拟对采用自攻螺钉的面板钉连接节点进行单调和低周反复加载试验，研究其力学性能，推导抗剪承载力，为后续进一步研究自攻螺钉在轻木剪力墙中的应用和研究提供基础数据和理论支撑。

1.我国轻型木结构钉连接节点的研究进展

在轻型木结构建筑中，剪力墙是抵抗风、地震等侧向作用的主要构件，其承载力主要由墙骨与覆面板通过钉连接组成的“蒙皮结构”所提供。钉连接的承载性能是控制剪力墙乃至整个轻型木结构受力性能的关键，国内外学者已对钉连接进行了深入的研究。钉连接的早期研究主要集中在承载力确定的问题上，即力学理论模型的建立。学者们根据大量的连接试验结果，进行分析及理论推导，从而得到了钉连接承载力理论计算模型，即“屈服理论”。