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自攻螺钉钉入角度对钢板-正交胶合木节点剪切性能的影响

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[目的]探究斜螺钉连接钢板-正交胶合木(CLT)节点的抗剪切承载性能以及钢板-CLT节点通过自攻螺钉连接的破坏模式和受力机理,分析螺钉钉入角度对剪切强度、刚度的影响规律,为新型连接件的开发和应用提供理论模型和科学依据.[方法]以花旗松为试验材料,使用国产全螺纹自攻螺钉,自攻螺钉主轴与钢板所成夹角作为变量,角度分别为75°、60°、45°,螺钉钉帽偏向钢板受拉方向为拉-剪受力(T-S),螺钉钉帽偏向钢板受压方向为压-剪受力(C-S),参考美国标准(ASTM D1761-12)以1 mm·min-1的速度匀速加载,观察并记录节点受力情况、破坏过程中所达最大荷载、钉子变形情况以及木材破坏特征.[结果]拉-剪和90°剪切受力模式,钉子破坏模式皆为一侧自攻螺钉被剪断.压-剪受力模式,在45°受力模式下钉子出现3种断裂方式;在60°、75°受力模式下一侧自攻螺钉产生2个明显的塑性铰,另一侧自攻螺钉在距离钉帽8 mm处被剪断.对于承载力,拉-剪状态下承载力随角度减小逐渐增大,压-剪状态下则相反;拉-剪状态下的刚度随角度减小逐渐增大.[结论]拉-剪状态下45°、60°、75°节点的承载力分别为90°的1.46、1.35、1.22倍且高于压-剪状态,刚度分别为90°的3.58、2.42、2.08倍且高于压-剪状态,其中75°的能量耗散最大.
Effects of the Penetration Angle of Self-Tapping Screw on Shear Performance of Steel Plate Cross-Laminated Timber Joints

周斌、王昕萌、张柳柳、安昕、陈志渊、阙泽利、王菲彬

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南京林业大学材料科学与工程学院 南京 210037

南京林业大学风景园林学院 南京 210037

正交胶合木 自攻螺钉 钢板-正交胶合木节点 剪切性能

31670566A2021YB02

2022

10.11707/j.1001-7488.20220612

林业科学
中国林学会

林业科学

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：1.272
ISSN：1001-7488
年,卷(期)：2022.58(6)
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