辛志勇 潘步新 汪大洋,3 張永山 朱 勇

(1.珠海安維特工程檢測有限公司， 廣東珠海 519120； 2.廣州大學土木工程學院， 廣州 510006；3.廣東省建筑金屬圍護系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心， 廣州 510006)

0 引 言

近年來，直立鎖邊鋁合金屋面板系統(tǒng)作為最典型的屋面系統(tǒng)在大跨度建筑中得到廣泛應(yīng)用[1-2]，金屬屋面系統(tǒng)中，自鉆自攻螺釘在鋁合金基材的連接處處可見。然而，金屬屋面系統(tǒng)因風揭而造成的事故經(jīng)常發(fā)生，破壞案例中發(fā)現(xiàn)有部分破壞是由于螺釘?shù)倪B接失效引起的，其中，固定支座與檁條的連接處失效比較常見。自鉆自攻螺釘屬自攻螺釘類，其自帶鉆尾。連接時，自鉆自攻螺釘在連接時將鉆孔和攻絲兩道工序合并一次完成，可以直接旋入構(gòu)件的孔中，使構(gòu)件孔中形成相應(yīng)的內(nèi)螺紋使用連接，故連接具有較高強度，節(jié)約施工時間。不銹鋼復(fù)合材質(zhì)自鉆自攻螺釘?shù)穆葆敆U為SUS304不銹鋼材質(zhì)，螺釘鉆尾為SAE1022碳鋼材質(zhì)。

目前，對于自攻螺釘，國內(nèi)外有學者研究了其在鋼基材中的受拉性能[3-6]、在幕墻結(jié)構(gòu)中的受拉性能[7-8]和受剪性能[9]。而對自鉆自攻螺釘在鋁合金基材上連接的抗拉拔研究較少，國內(nèi)標準[10-11]中也沒有自鉆自攻螺釘在鋁合金基材連接的抗拉拔承載力的相關(guān)計算方法。

對于自鉆自攻螺釘?shù)氖芾阅埽饘馘儼搴臀菝嫔a(chǎn)商協(xié)會制定的《金屬屋面和外墻圍護緊固件的設(shè)計、細部和安裝指南》[12]提出將連接基材的自鉆自攻螺釘受拉承載力分為兩種：1)抗拉拔承載力，即螺釘整個從基材中拔出，而螺釘保持完整和抗拉性能的能力(圖1a)；2)抗拉脫承載力，即螺釘?shù)挚够膹穆葆旑^拉脫的能力(圖1b)。

金屬屋面系統(tǒng)中，外部風荷載對連接結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一個豎向的拉力，如圖1所示。抗拉拔破壞原因是被連接材較厚較強，螺釘直接從連接材中拔出；抗拉脫破壞則是被連接材較薄較弱，導(dǎo)致被連接材從螺釘頭穿脫。

a—抗拉拔破壞; b—抗拉脫破壞。圖1 受拉破壞模式Fig.1 Tensile damage patterns

本研究主要關(guān)注抗拉拔破壞，該種破壞比較普遍存在于固定支座與檁條的連接處以及龍骨與裝飾板的連接處。為此，本文通過不銹鋼復(fù)合材質(zhì)自鉆自攻螺釘在鋁合金基材上連接的抗拉拔試驗，分析試驗結(jié)果，結(jié)合國內(nèi)外相關(guān)計算方法，研究自鉆自攻螺釘在鋁合金基材上連接的抗拉拔性能影響因素及承載力計算方法。

1 試驗概況

1.1 試件設(shè)計

試驗在珠海安維特工程檢測公司進行，試驗主要儀器有：電子萬能試驗機WDW-100(量程100 kN)、手動電鉆Maikita6823N(最大轉(zhuǎn)速2 500 r/min)、鉆板試驗機NTY-ZB-001(最大轉(zhuǎn)速2 500 r/min)。參考了常用于金屬屋面系統(tǒng)使用的基材板厚度及材質(zhì)，試件基材板選取材質(zhì)6063-T5鋁合金，長×寬為140 mm×50 mm、厚度為2.0,3.0,4.0,5.0 mm方管以及50 mm×70 mm×6.0 mm的平板。根據(jù)自鉆自攻螺釘?shù)闹睆?、螺距并參考常用金屬屋面系統(tǒng)螺釘，選取了5種不同規(guī)格的不銹鋼復(fù)合螺釘。

螺釘通過手動電鉆鉆入鋁合金基材，考慮到手動鉆入難以控制鉆入速度、鉆入軸向力以及垂直度，故一部分試件采用鉆孔試驗機自動鉆入。運用鉆板試驗機自動鉆入時，參考GB/T 3098.11—2002《緊固構(gòu)件機械性能：自鉆自攻螺釘》[13]以及實際操作，鉆板試驗機對不同厚度的鋁合金基材按照表1鉆入軸向力以及鉆入檔位設(shè)置。

表1 鉆板試驗機試驗參數(shù)Table 1 Parameters of drilling machines

將5種不銹鋼復(fù)合自鉆自攻螺釘和5種鋁合金基材進行組合，每組參數(shù)變量設(shè)計多個相同試件(至少3個)，實際試驗時由于部分試件結(jié)果具有一定離散性，故對部分試驗組的相同試件個數(shù)進行適當增加，共進行了198個自鉆自攻螺釘在鋁合金基材上連接的抗拉拔承載力試驗，具體試件詳見表2。

1.2 材料實測

試驗中鋁合金板基材均來自同一批，型號均為6063-T5鋁合金，名義抗拉強度為150 MPa。取標準拉伸試樣，根據(jù)GB/T 228.1—2010《金屬材料拉伸試驗 第一部分：室溫試驗方法》[14]制備3個試樣進行拉伸試驗。表3為鋁合金板材性試驗平均結(jié)果。

1.3 試驗布置及方案

將每組試件分別放入電子萬能試驗機中，通過上、下夾具固定。其中方板尺寸較小，在下夾具與試件之間增加一塊固定鋼板，使得試件得以安裝。加載示意如圖2所示。此時上夾具模擬實際工程被連接件，鋁合金基材模擬連接件。通過這種方案進行試驗，以保證試件為抗拉拔破壞。

試驗使用萬能試驗機進行。加載前，試驗機的端部夾具應(yīng)與試件軸線找正。根據(jù)美國AISIST表示基材為方管，F(xiàn)P表示基材為平板；M代表螺釘通過手動電鉆鉆入基材，A代表螺釘通過機器自動鉆入基材；手動電鉆合計樣本數(shù)102個，機器自動鉆合計樣本數(shù)96個，總計198個；表中直徑指螺釘外徑。

表2 不銹鋼復(fù)合螺釘試件參數(shù)Table 2 Parameters of specimens

表3 鋁合金板材性試驗結(jié)果Table 3 Material properties of aluminum sheets

S905[15]，以0.033 kN/s的加載速度對試件加載。當螺釘從基材板中拉拔出來，試驗結(jié)束，記錄試驗現(xiàn)象及數(shù)據(jù)。

圖2 方管試件加載試驗裝置Fig.2 The setup of specimens

2 試驗結(jié)果及分析

2.1 破壞模式及現(xiàn)象

ST-M、ST-A、FP-M、FP-A類試件均為抗拉拔破壞。由圖3可知：

1)基材厚度為2、3 mm的試件(部分ST-M、ST-A類試件)中大部分破壞現(xiàn)象為螺釘被拔出，螺釘無斷裂現(xiàn)象，且螺紋完好，可見基材屑被卷出，基材孔內(nèi)可見螺紋，基材面無明顯變形。少部分試件基材孔附近有明顯上彎曲殘余變形。

2)基材厚度為4、5 mm的試件(部分ST-M、ST-A類試件)的破壞現(xiàn)象為螺釘被拔出，螺釘無斷裂，且螺紋完好，可見基材屑被卷出，基材孔內(nèi)可見螺紋，基材面無明顯變形。

a—典型ST-M類試件被拔出; b—典型ST-M類試件破壞情況; c—典型FP-M類試件被拔出; d—典型FP-M類試件破壞情況; e—典型ST-A類試件被拔出; f—典型ST-A類試件破壞情況; g—典型FP-A類試件被拔出; h—典型FP-A類試件破壞情況。圖3 螺釘試件拉拔破壞Fig.3 Pull-out damage of typical specimens

3)基材厚度為6 mm的試件(FP-M、FP-A類試件)的破壞現(xiàn)象為螺釘被拔出，螺釘無斷裂現(xiàn)象，且螺紋完好，可見基材屑被卷出，基材孔內(nèi)可見螺紋，基材面無明顯變形。

由此可知：自鉆自攻螺釘與鋁合金基材連接時，在基材孔內(nèi)部形成內(nèi)螺紋；試件在受到軸向拉力時，通過螺釘與基材咬合，提供抗拉能力；當軸向拉力足夠大時，螺釘螺紋與基材咬合失效，螺釘被拔出。此時，由于部分試件基材厚度較薄，受到螺釘拔出的拉力作用，形成殘余變形。

2.2 荷載-位移曲線

部分典型試件的抗拉拔荷載-位移曲線如圖4所示，試件對應(yīng)的抗拉拔承載力如表4所示。

圖4a為ST-M3試件組的荷載-位移曲線，試件基材厚度為4 mm，螺距為1.8 mm，螺釘直徑為5.5 mm。從曲線趨勢得出：試驗中，試件在達到抗拉承載力最大值前，曲線趨向斜直線上升。隨著荷載增大，螺釘螺紋與基材咬合失效，荷載達到峰值，螺釘被拔出，荷載急劇下降。停止加載，即試驗結(jié)束，此時的峰值荷載即為試件的抗拉拔承載力值。

a—典型ST-M類試件; b—典型ST-A類試件; c—典型FP-M類試件; d—典型FP-A類試件。圖4 典型荷載-位移曲線Fig.4 Curves of loading and displacement of typical specimens

圖4b為ST-A6試件組的荷載位移-曲線，試件基材厚度為3 mm，螺距為1.1 mm，螺釘直徑為5.5 mm?？芍呵€趨勢與典型ST-M類試件類似，該組試件的重復(fù)試件結(jié)果存在一定的離散現(xiàn)象，故連續(xù)測試了7個重復(fù)試件，它們的抗拉拔承載力值比較分散。出現(xiàn)離散的試件的螺距為1.1 mm，經(jīng)對比分析，其原因與鉆入方式無關(guān)而與螺距有關(guān)。

表4 典型試件抗拉拔承載力Table 4 Pull-out capacity of typical specimens N

圖4c為FP-M3試件組的荷載-位移曲線，試件基材厚度為6 mm，螺距為1.8 mm，螺釘直徑為6.3 mm?？芍呵€趨勢與典型ST-M類試件類似，F(xiàn)P-M類試件的抗拉拔承載力值較ST-M類試件高，F(xiàn)P-M類試件的基材厚度較大，導(dǎo)致其抗拉承載力較大。

圖4d為FP-A3試件組的荷載-位移曲線，試件基材厚度為6 mm，螺距為1.8 mm，螺釘直徑為6.3 mm?？芍呵€趨勢與典型ST-M類試件類似，F(xiàn)P-A類試件的抗拉拔承載力值較ST-A類試件高，F(xiàn)P-M類試件的基材厚度較大，導(dǎo)致其抗拉承載力較大。

2.3 抗拉拔承載力影響因素分析

對鉆入方式、基材厚度、螺距、螺釘直徑等因素進行分析，探究各個因素對自鉆自攻螺釘連接在鋁合金基材上的抗拉拔承載力的影響。為減小部分離散試件的偏差及方便對比分析，取每組試件抗拉拔承載力的平均值進行分析。

2.3.1鉆入方式影響

為了研究鉆入方式對抗拉拔承載力的影響，對手動鉆入試件和自動鉆入試件的結(jié)果進行對比。如圖5所示，每個散點為對應(yīng)編號試件組的抗拉拔承載力平均值?？芍赫w上，ST-M類試件與ST-A類試件結(jié)果較為接近，F(xiàn)R-M類試件與FR-A類試件結(jié)果較為接近。

a—ST類試件; b—FP類試件。圖5 抗拉拔承載力與鉆入方式的關(guān)系Fig.5 Relations curves of between pull-out bearing capacity and drilling methods

圖5a中，編號6～8及14～15的試驗組螺距為1.3 mm，這幾組ST-A類試件的曲線峰值高。表明:鉆入方式對螺距為1.3 mm的試件影響較大，即用鉆板試驗機自動鉆入的試件，抗拉拔破壞承載力較大，用手動電鉆鉆入的試件，抗拉拔破壞承載力較小;螺距為1.8 mm的試件，鉆入方式對抗拉拔破壞承載力影響不大;鉆入方式對方管試件影響較大，對平板試件影響較?。宦菥噍^小的試件，在使用手動電鉆鉆入時容易受到影響，由于螺紋無法與鋁合金較好咬合，導(dǎo)致結(jié)果較小。

2.3.2基材厚度影響

為了研究基材厚度對抗拉拔承載力的影響，對基材厚度不同、其他參數(shù)相同的試件進行試驗結(jié)果對比，如圖6所示。圖中，散點為每組相同試件的抗拉拔承載力數(shù)據(jù)的均值；每條曲線代表一種螺釘連接在不同厚度鋁合金基材的試件。

a—手動電鉆鉆入試件; b—機器自動鉆入試件。圖6 抗拉拔承載力與鋁合金基材板厚的關(guān)系Fig.6 Relations between pull-out bearing capacity and thicknesses of aluminum sheets

可知：整體上，各個類型的螺釘試件抗拉拔承載力隨著基材厚度增長而增長;基材厚度對試件抗拉拔性能有著較為顯著影響，當螺釘種類相同時，基材厚度越大，試件抗拉拔破壞承載力越大；螺距較小的試件隨基材厚度的增加，抗拉拔承載力增加較緩。

2.3.3螺距影響

為了研究螺距對抗拉拔承載力的影響，選取螺距不同而其他參數(shù)相同的試件進行試驗結(jié)果對比。

由圖7可知：整體上，各個類型的螺釘試件抗拉拔承載力隨著螺距增長而增長;隨著螺距的增大，試件抗拉拔承載力有總體增大的趨勢。結(jié)合荷載-位移曲線的分析可知：螺距為1.1 mm的試件的結(jié)果存在離散較大的現(xiàn)象，螺距較小的試件抗拉拔破壞承載力不穩(wěn)定且偏小。

a—ST-M類試件; b—ST-A類試件; c—FP-M類試件; d—FP-A類試件。圖7 抗拉拔承載力與螺距的關(guān)系Fig.7 Relations between pull-out bearing capacity and the pitch

2.3.4螺釘直徑影響

為了研究螺釘直徑對抗拉拔承載力的影響，選取螺釘直徑不同、其他尺寸相同的試件進行試驗結(jié)果對比。

由圖8可知：整體上，各個類型的螺釘試件抗拉拔承載力隨著螺距增長而增長;螺釘直徑對試件抗拉拔性能有影響，螺釘直徑較大的試件，抗拉拔破壞承載力較大；螺釘直徑較小的試件，抗拉拔破壞承載力較小。

3 計算式及對比

將本次試驗得到的自鉆自攻螺釘連接在鋁合金基材上的抗拉拔承載力，與國內(nèi)外的不同標準提供的算式計算值進行對比分析，并對算式進行改進。

3.1 現(xiàn)有的抗拉拔承載力計算方法表達

3.1.1國內(nèi)外標準中提薦計算式及存在問題

1)GB 50018—2002《冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》[10]提供了自攻螺釘在冷彎薄壁型鋼基材連接下的抗拉拔承載力相關(guān)計算式：

(1)

a—ST-M類試件; b—ST-A類試件; c—FP-M類試件; d—FP-A類試件。圖8 抗拉拔承載力與螺釘直徑的關(guān)系Fig.8 Relations between pull-out failure loads and screw diameters

自攻螺釘在基材中的鉆入深度tc應(yīng)大于0.9 mm，其所受的拉力應(yīng)不大于按式(1)計算的抗拉承載力設(shè)計值。式(1)主要應(yīng)用在自鉆自攻螺釘連接在鋼基材的情況下，該式?jīng)]有考慮螺距的影響。目前GB 50429—2007《鋁合金結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》[11]尚無自鉆自攻螺釘連接在鋁合金基材上的抗拉拔承載力的計算式。

2)BS EN 1999-1-4[16]提供了自攻螺釘、自鉆自攻螺釘在鋁合金基材連接下的抗拉拔承載力計算式：

(2)

式中：Fo,Rd為自攻螺釘抗拉拔破壞承載力,N;fu,sup為基材抗拉強度,MPa;tsup為鋁合金基材厚度,mm;d為自攻螺釘直徑,mm;M3為局部系數(shù),取1.25。

式(2)需滿足以下條件：自攻螺釘或自鉆螺釘材質(zhì)為鋼材或不銹鋼材;螺釘直徑6.25 mm≤D≤6.5 mm。厚度大于6 mm且抗拉強度大于250 MPa的鋁合金基材、厚度大于5 mm且抗拉強度大于400 MPa的鋼基材不適用于此式。另外，式(2)適用于鋁合金基材，但是對于螺釘直徑為5.5 mm的試件不適用，并且也沒有考慮螺距及螺釘材料的影響。

3)美國《2010鋁合金設(shè)計手冊》[17]關(guān)于自攻螺釘拉拔破壞承載力計算式：

(3)

式中：Pnot為自攻螺釘抗拉拔破壞承載力,N;tc為螺釘鉆入基材厚度,mm;D為螺釘公稱直徑,mm;Fty2為基材屈服強度,MPa;Ftu2為基材抗拉強度,MPa;Asn為內(nèi)部螺紋的每單位長度螺紋剝離面積,mm2。Ks為計算系數(shù)，當1.5 mm≤tc≤2 mm時,Ks取1.01；當2 mm≤tc<3 mm時，Ks取1.2。

其中,Asn的計算方法如式(4)所示：

(4)

式中：Le為螺距,mm;n為每英寸螺牙數(shù);Dsmin為外螺紋小徑,mm;Enmax為內(nèi)螺紋大徑,mm。

4)文獻[8]則根據(jù)影響螺釘抗拉拔承載力的不同因素提出了以下計算式：

P=kdp0.2t1.3fu

(5)

式中：P為自攻螺釘抗拉拔破壞承載力,N;d為自攻螺釘直徑,mm;p為螺距,mm;t為鋁合金基材厚度,mm;fu為基材抗拉強度,MPa；當t<1.5 mm時，k=0.70；1.5 mm

式(3)、式(5)考慮了螺距的影響，可知，隨著螺距的增大，抗拉拔承載力也增大，這與本次試驗結(jié)果相符。但是式(3)部分參數(shù)的計算比較繁瑣，式(5)則沒有考慮基材厚度t>3 mm的試件。

3.1.2計算結(jié)果對比分析

將自鉆自攻螺釘在鋁合金基材上抗拉拔試驗的試驗值與按式(1)～式(3)、式(5)計算的結(jié)果進行對比。為方便比較，對基材厚度為4,5,6 mm的試件，式(5)的k取0.8。試件抗拉拔承載力試驗值與計算值對比結(jié)果及每組試件的比值的平均值、方差見表5。

從表5可知:通過式(1)和式(2)得到的計算值與試驗值相差較大，擬合效果較差;而通過式(3)和式(5)得到的計算值與試驗值相差較小。通過式(3)得到的計算值與試驗值比值的平均值略優(yōu)于式(5)計算值與試驗值之比，但通過式(5)計算得到的試驗值與計算值的比值的方差較小，說明式(5)得到的計算值與試驗值偏差較小。

3.2 抗拉拔承載力計算方法改進

由式(5)得到的計算值與試驗值偏差較小，故對式(5)進行改進。式(5)是針對基材厚度在3 mmfu為基材抗拉強度，Pu為每組試件抗拉拔承載力試驗平均值，Pu/P0為試驗值與算式計算值的比值。

表5 試件抗拉拔承載力試驗值Table 5 Mean pull-out capacity of manual drilling specimens

以下的試件，結(jié)合抗拉拔承載力影響因素的分析結(jié)果可知，基材厚度對抗拉拔承載力影響最大，故對t的系數(shù)進行改進，經(jīng)過與表5試驗值的擬合可知，當t的系數(shù)為1.45，擬合效果較好。對系數(shù)k進行改進:1.5 mm5 mm時，k=0.75。因螺距對抗拉拔承載力影響次之，對p的系數(shù)也進行改進，經(jīng)擬合可知：當p的系數(shù)為0.8時，擬合效果較好；螺釘直徑對抗拉拔承載力影響沒有前兩者顯著，對d的系數(shù)進行改進，經(jīng)過與表5試驗值的擬合可知，當d的系數(shù)為0.7，擬合效果較好。故得出式(6)：

P=kd0.7p0.8t1.45fu

(6)

式中：P為自攻螺釘抗拉拔破壞承載力，N;d為自攻螺釘直徑,mm;p為螺距,mm;t為鋁合金基材厚度,mm;fu為基材抗拉強度,MPa。當1.5 mm5 mm時，k=0.75。

用式(6)得到的計算值與試驗值做進一步擬合對比。其中，手動電鉆鉆入的試件通過式(6)計算得到Pu/P0的各組平均值為0.92，方差為0.03；鉆板試驗機自動鉆入的試件通過式(6)計算得到Pu/P0的各組平均值為0.99，方差為0.03。相對式(5)有較大提升，故式(6)得到的計算值與試驗值更加接近。

圖9為通過式(3)、式(5)和式(6)得到的計算值與對應(yīng)試件試驗值的對比，橫坐標為試件抗拉拔承載力試驗值，縱坐標為對應(yīng)計算值。其中圖9d為去除41個離散較大試件結(jié)果。圖中各點越接近45°線，表明擬合程度越高。通過式(6)計算得到?jīng)Q定系數(shù)R2明顯比式(3)和式(5)計算的值大得多，說明式(6)相比式(3)和式(5)對試驗值的擬合程度較高，而式(3)和式(5)得出的計算值不能很好反映試驗值，擬合效果較差。

a—與式(3)對比; b—與式(5)對比; c—與式(6)對比; d—部分試件結(jié)果與式(6)對比。圖9 計算值與試驗值對比Fig.9 Comparisons of pull-out bearing capacity obtained from Eq.(3) Eq.(5) Eq.(6) and tests

考慮到上文所述，部分螺距為1.1 mm的試件，在同一組試件內(nèi)結(jié)果有離散現(xiàn)象，若將ST-M7、ST-M8、ST-M19、ST-M20、FP-M2、FP-M5、ST-A7、ST-A8、FP-A2等41個離散較大試件結(jié)果去除，計算得到R2=0.918 6，說明式(6)的擬合程度較好，具有一定的合理性。

考慮到不同試件中，仍有一部分試件的計算值大于試驗值，故引入安全系數(shù)φ，對按式(6) 計算得到的自攻螺釘抗拉拔破壞承載力進行折減，有：

Pd=φP

(7)

式中：P為按式(6)計算得到的自攻螺釘抗拉拔破壞承載力，N;φ為安全系數(shù);Pd為折減后自攻螺釘抗拉拔破壞承載力。

經(jīng)分析，當安全系數(shù)φ取0.6，能保證絕大部分試件的計算值小于試驗值，使得設(shè)計符合安全性的要求。如圖10所示，去除部分離散較大試件后，按照式(7)得到的數(shù)據(jù)，絕大部分試件的計算值小于試驗值。

圖10 式(7)計算值與部分試驗值對比Fig.10 Comparisons of pull-out capacity obtained from Eq.(7) and tests

4 結(jié)束語

1)金屬屋面系統(tǒng)中，自鉆自攻螺釘連接在鋁合金基材上的抗拉拔承載力主要有以下影響因素：基材板厚度、螺距以及螺釘直徑。其中，基材厚度對試件的抗拉拔性能有著顯著的影響，抗拉拔承載力隨著基材厚度增大而增大。螺距對試件的拉拔性能有明顯影響，抗拉拔承載力隨著螺距增大而增大；螺釘直徑對試件的抗拉拔性能有影響，但影響不是十分明顯；抗拉拔承載力隨著螺釘直徑增大而增大。

2)自鉆自攻螺釘連接在鋁合金基材上的抗拉拔承載力也會受到實際施工的影響，螺釘實際鉆入鋁合金基材時，容易出現(xiàn)不能保持垂直板面鉆入或不能保證合適鉆入軸向力及轉(zhuǎn)速等問題，導(dǎo)致螺釘實際抗拉拔承載力下降。通過對手動鉆入和自動鉆入的結(jié)果對比可知，螺距為1.1 mm的試件容易受到施工的影響，導(dǎo)致抗拉拔承載力偏小。故不建議在實際施工中使用螺距較小的螺釘。

3)中國標準與英國標準中的自鉆自攻螺釘抗拉拔承載力計算值與試驗值相差較大，美國標準和文獻[8]提供的算式相對較好，但是與試驗值的擬合仍有很大提升空間且計算式未能較好地反映各個因素對結(jié)果的影響。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合198個試件的試驗值、各因素對結(jié)果的影響及數(shù)理統(tǒng)計的方法進行分析，提出改進后的式(7)作為自鉆自攻螺釘連接在鋁合金基材上抗拉拔承載力的計算方法。