自攻螺钉在SPF、竹胶板中的销槽承压性能试验研究开题报告

1. 研究目的与意义

为了响应国家建造装配式建筑的号召及现代木结构本身低碳环保、造型美观的优势，木结构建筑逐渐走进大众视野。其中轻型木结构因为工业化、标准化施工而广受喜爱。轻型木结构房屋是指由木框架剪力墙、木楼盖和屋盖通过节点所构成的结构体系，主要用于3层或3层以下的建筑。剪力墙是轻型木结构的主要抗侧力构件。轻型木结构剪力墙体的墙骨材料通常为SPF。剪力墙的承载力主要由墙板与墙骨构成的蒙皮结构提供，两者通过钉连接抗侧力传递剪力来协调工作。因此研究墙板板钉连接的承载性能是研究轻型木结构抗侧力性能的关键问题。连接的性能将直接决定木结构建筑的强度、刚度及稳定性。在现代木结构设计中，销槽承压性能是木结构销类连接件节点设计中的一个重要指标，它与销类连接节点的抗剪承载力紧密相关。销类连接件包括螺栓、钉、铆钉、方头螺钉等一系列销状金属连接件。自攻螺钉是现代木结构中比较新型的一种销类连接件，不仅施工方便，使用电动工具即可方便、快捷地进行安装，而且具有较高的抗拔承载力。基于自攻螺钉的这种特性，将其与面板钉连接常发生钉子拔出破坏，而对自身的抗侧力性能表现不利的轻型木结构剪力墙相结合，可提高轻型木结构建筑的可靠度及安全性。

本研究按照ASTM D5764标准规定的实验方法，对自攻螺钉在SPF墙骨及竹胶板中的销槽承压性能进行测试，通过分析销槽承压强度，为自攻螺钉连接节点的抗剪承载力计算提供基础数据，并为自攻螺钉在轻木剪力墙中的应用奠定基础。

2. 国内外研究现状分析

1.国外研究现状

在研究螺栓连接的承载性能时，丹麦科学家 johansen^[1]于 1941 年提出屈服理论，认为销连接主要受销抗弯承载力和木材销槽承压2个因素的影响。1973 年在制定我国木结构设计规范时，多是参考了国内外资料和试验数据。

hirai^[2-4]等分析了不同试验方法和钢销直径对木材销槽承压强度和刚度的影响。结论表明木材销槽承压强度与钢销直径无关。但是以上研究均是基于受拉加载方式，没有排除木材发生劈裂的影响。为排除该影响，whale^[5]等基于受压加载方式，对针叶材、阔叶材、胶合板和加压木材纤维板的顺纹销槽承压强度进行了大量试验研究。其结论是顺纹销槽承压性能随钢销直径的增加而降低。

3. 研究的基本内容与计划

1.研究内容：

（1）参照astmd5764-97a，选取适宜于用在轻木剪力墙中的自攻螺钉，分别针对其在spf墙骨和竹胶板中的销槽承压性能进行测试；

（2）对销槽承压的应力-位移曲线分析，分别得到自攻螺钉在竹胶板和spf规格材中的销槽承压强度。根据竹胶板和规格材的密度量测数据，以及自攻螺钉的直径、长度数据，分别给出平均值；

4. 研究创新点

拓宽自攻螺钉应用领域；

通过数据分析，计算自攻螺钉连接节点的抗剪承载力；

为自攻螺钉在轻木剪力墙中的应用奠定基础。