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题名钢木组合结构自攻螺钉单剪节点试验研究
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作者
刘佳迪
牛相元
陈志华
张安玲
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机构
天津大学建筑工程学院
天津大学滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室
天津大学土木工程结构及新材料天津市重点实验室
天津城建大学
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出处
《钢结构（中英文）》
2022年第5期10-17,共8页
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基金
国家重点研发计划资助(2019YFD1101001-03)。
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文摘
钢木组合体系兼具了两种材料的优势,在村镇住宅、大跨度结构等建筑体系中均有一定的应用前景。销轴类节点是钢木组合体系中常见的连接形式,其力学特性显著影响结构体系的性能,其中螺栓和钉为销轴的常见形式。为准确评估薄壁钢———木的自攻螺钉连接节点的抗剪性能,从节点抗剪试验、理论推导两个方面进行了研究。同时对潜在的结构材———速生木的力学性能进行了校核。为研究木材与薄壁型钢(2 mm)小直径自攻螺钉(直径<6 mm)连接节点的抗剪性能,设计了11种单调荷载下的单剪连接节点并进行了相关试验。对木材种类、钉的尺寸、连接方向等参数进行分析,得到了自攻螺钉连接节点的破坏模式、承载力及刚度、延性系数、割线刚度等力学特性。在GB 50005—2017《木结构设计标准》的基础上,对薄壁钢-木自攻螺钉连接节点典型破坏模式的承载力进行了分析。结果表明:速生木材的强度可满足连接需求,木材种类的变化对自攻螺钉连接节点的抗剪性能有一定的影响,但钉尺寸、类型、嵌入长度的改变显著影响节点的破坏模式、峰值承载力,国产杉木、杨木以及辐射虽低于常见建材———花旗松、樟子松,但仍有足够的连接强度;自攻螺钉-钢木组合连接节点主要有自攻螺钉钉杆剪断、钉拔出、木材破坏三种破坏模式,其中自攻螺钉剪断是最为常见的破坏情况,在螺钉的嵌入长度较小时,易发生自攻螺钉拔出的破坏情况,木材横纹钉节点时,易因横纹受拉发生脆性断裂,实际情况应避免;燕尾自攻螺钉连接节点在钢板-木结构构件中有着较好的峰值承载力(3 kN左右),但其因螺钉的脆性断裂延性较差,平均延性系数为2,减小嵌入长度可增加连接节点的延性;对自攻螺钉连接节点的抗剪承载力进行了理论推导和机理分析,基于GB 50005—2017等国内规范基础上的分析
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关键词
钢木组合结构
自攻螺钉
抗剪性能
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Keywords
steel-wood composite structure(STC)
self-tapping screw
shear resistance
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分类号
TU398.6
[建筑科学—结构工程]
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