钢木组合构件自攻螺钉连接抗剪性能试验及理论模型研究

钢木组合结构是现代钢结构与传统木结构相结合的一种高效混合结构方式,自攻螺钉连接是钢木组合结构及构件中常见的连接形式,其连接处的界面滑移特性是影响构件力学性能的关键因素.针对木-木及轻钢-木自攻螺钉连接,开展了单调荷载和循环荷载下的抗剪性能试验,探究了连接的荷载-滑移响应、滞回性能、承载能力、强度及刚度退化规律.试验结果表明:轻钢-木自攻螺钉连接在荷载作用下表现出较高的承载力和较好的延性,与木-木自攻螺钉连接发生螺钉杆剪断的破坏不同,轻钢-木自攻螺钉连接主要发生螺帽嵌入木材的延性破坏,由杨木胶合板制成的连接整体承载力高于OSB板制成的连接.轻钢-木自攻螺钉连接在循环荷载作用下其平均强度退化及平均刚度退化显著.进一步探究了Foschi和Folz理论模型对单调荷载下连接非线性荷载滑移响应的适用性,理论拟合结果与试验结果吻合较好,研究结果可用于指导未来轻钢-木自攻螺钉连接的设计与有限元分析工作.