摩擦型高强螺栓连接性能的试验研究

为了了解摩擦型高强螺栓连接性能,对5个试件进行了抗滑移系数、屈服强度和极限承载能力的试验研究.结果表明,用钢丝刷清除浮锈处理的摩擦面抗滑移系数达不到规范给定的数值;连接的屈服强度和极限承载能力很接近连接板材的相应强度;加大或减小螺栓的预拉力只对连接出现滑移时的荷载有影响,对连接的其它性能并无明显影响.最后,给出了设计建议.     

抗滑移系数对框架中钢梁高强度螺栓拼接性能的影响研究

抗滑移系数是高强螺栓摩擦型连接中的一个重要参数。本文对框架中高强螺栓拼接采用不同抗滑移系数时的性能,以及接触面的抗滑移系数大于和小于设计值时的性能,进行了单调荷载和循环荷载作用下的研究。结论表明:采用不同抗滑移系数设计的拼接节点,其性能差别很小,在设计时可不予考虑;接触面抗滑移系数大于或小于设计值,将直接导致拼接区的滑移出现和耗能性能的不同,但对拼接的极限承载能力并无影响。     

栓接装配式钢-混凝土组合梁及其抗剪键的力学性能研究

为了探究摩擦型高强度螺栓在装配式钢-混凝土组合梁中的适用性,采用ABAQUS有限元软件建立了推出试件和简支梁试件的有限元模型。在试验结果验证模拟可靠性的基础上,研究了螺栓预拉力、螺栓孔径、混凝土强度和螺栓强度等因素对单个抗剪键及整体组合梁的影响。分析结果表明：抗剪键的受力过程分为摩擦、滑移、承压和破坏四个阶段；螺栓预拉力、混凝土强度的增大有利于提高摩擦型高强度螺栓的极限承载力和承压抗剪刚度,较大的混凝土孔隙显著降低了螺栓抗剪刚度；提高螺栓预紧力或提高混凝土强度均可增强钢与混凝土部件的组合作用,相反,在抗剪连接程度不变的情况下,提高螺栓等级导致界面刚度分布不均,不利于滑移控制。     

玻璃结构高强度螺栓连接试验及可行性分析

通过试验研究了玻璃结构高强度螺栓连接的可行性,确定了不锈钢螺栓合理的预拉力值.结果表明,不锈钢螺栓施加预拉力时需涂抹润滑剂以降低其扭矩系数,其中二硫化钼润滑效果最好,扭矩系数约0.15.垫片的材料对不锈钢螺栓预拉力的损失影响较小,不锈钢螺栓预拉力扭矩检查最佳时间为终拧25 h以后.玻璃结构高强度螺栓连接时应使用固化后硬度较小的胶粘结不锈钢板与铝垫片,避免玻璃应力集中破坏.抗滑移试验应使用引伸计确定试件的滑移时刻以计算抗滑移系数,玻璃的摩擦面酸蚀处理对试件的抗滑移系数有明显作用,抗滑移系数可达0.3.     

钢-混凝土组合结构中SMA连接件抗剪试验

目的将形状记忆合金(SMA)制成螺栓型连接件,应用于钢-混凝土组合结构中,研究不同因素对SMA连接件承载能力的影响.方法采用改进的推出试验方法,从水平力、混凝土强度、SMA连接件的直径、配筋情况4个方面来研究SMA作为连接件的抗剪性能.结果在相同的相对滑移下,SP-2比SP-1的荷载极限值约降低了20%;SMA连接件的直径由6 mm增大为8 mm时,其极限荷载增加了90%,屈服荷载增加了110%;SMA连接件的屈服荷载约为极限荷载的60%,屈服滑移为极限滑移的34%.结论水平力的存在会降低SMA连接件的承载能力;SMA连接件直径对其承载能力的影响极为显著;混凝土强度对SMA连接件承载能力的影响较小;混凝土中是否配筋对SMA连接件的承载能力的影响不明显.同时,应用SMA连接件的试件延性较好,可以应用到实际工程中.     

电弧喷涂铝对高强度螺栓摩擦型连接面抗滑移系数的影响

利用电弧喷涂方法在高强度螺栓摩擦型接面上喷涂一层铝涂层。试验结果表明,该方法能明显提高高强度螺栓摩擦型连接面的抗滑移系数。同时,进行了在自然暴露环境下抗滑移系数随时间变化规律的测试。随时间的延长抗滑移系数在3个月内明显衰减;随后变化缓慢,趋向恒定值。     

摩擦型高强度螺栓孔径及拼接板厚度对拼接节点传力性能的影响

为了分析含有摩擦型高强度螺栓连接节点的钢桥在设计及施工过程中经常出现的拼接板过厚及扩孔现象对拼接节点受力的影响,利用ANSYS软件建立简单摩擦型高强度螺栓连接节点的有限元模型,分析了螺栓孔径及拼接板厚对螺栓群传力性能的影响.分析结果表明:螺栓孔径及拼接板厚均会改变螺栓群的传力比;拼接板厚度的增加会使螺栓群出现滑移的时间提前,并改变其极限滑移量;随着螺栓孔径的增加,拼接板件之间的接触压应力及接触摩擦应力减小.     

螺栓连接装配式混凝土梁静力性能有限元分析

目的研究型钢厚度、混凝土强度及型钢截面形式对螺栓连接装配式混凝土梁的静力性能影响.方法采用ABAQUS软件,对螺栓连接装配式混凝土梁进行有限元分析,得到螺栓连接装配式混凝土梁的静力性能随混凝土强度、型钢厚度及型钢截面形式的变化规律.结果螺栓连接装配式混凝土梁的极限承载力、屈服位移随着混凝土强度和型钢厚度的增加而增加;相同工况下,预埋矩形型钢试件极限承载力,屈服位移大于预埋工字型型钢试件.结论螺栓连接装配式梁节点构造合理,满足结构设计使用要求.综合考虑材料及造价等因素,建议工程中采用C30混凝土、预埋30 mm厚度工字型钢试件.     

摩擦型高强螺栓传力性能及缺失的非线性分析

针对钢桁梁桥摩擦型高强螺栓连接出现的螺栓缺失问题,利用ANSYS软件,采用壳单元模拟连接板件,弹簧单元模拟接触面相互作用,对摩擦型高强螺栓连接进行了设计状态和螺栓缺失状态下的非线性有限元分析。结果表明:摩擦型高强螺栓连接发生滑移后,外荷载与螺栓所传剪力之间呈现非线性关系;在无滑移状态,各螺栓所传剪力沿外力方向和其垂直方向均为外侧大,中间小,滑移后趋向均匀;随螺栓缺失个数的增加,螺栓群初始滑移荷载、极限滑移荷载和缺失排螺栓传力比均减小,无滑移和局部滑移时相邻排增大最明显,全面滑移后其余各排则同等增大。因此,在高强螺栓连接的设计中,应对螺栓群受力是否进入非线性进行判断,以确定各排螺栓的实际传力比。     

扭剪型高强度螺栓施工经验探讨

钢结构工程中广泛使用扭剪型高强度螺栓摩擦型连接技术,对于该类型连接,安装前的监检及其重要。根据嘉兴发电厂二期工程、凤台发电厂工程锅炉钢结构等以往工程的施工经验总结,施工监检应结合设计、制造的相关技术条件。对螺栓的监督检查要点是确保每套螺栓连接副的紧固轴力。摩擦面处理工艺采用喷砂（丸）经济实用且效果好,其抗滑移系数合格标准应比规范取值标准降低0.05,而设计计算取值应降低0.15,抗滑移系数试验应把握＂六同＂要求。     

涂无机富锌漆高强螺栓连接的滑移和松驰

为提高高强螺栓的防锈性能,往往采用在摩擦面上涂无机富锌漆的表面处理方法。本文以漆膜厚度和时间变化为参数,对高强螺栓的抗滑移系数及其预拉力的松驰现象进行了实验研究,并对摩擦型高强螺栓的承载力做出评价。     

铝合金构件高强螺栓牙板连接性能试验

主要对铝合金构件采用高强螺栓牙板连接进行初步试探性的理论分析和试验研究.分析结果表明:连接承载力与螺栓预压力、板件厚度、牙纹规格等因素有关,并初步得出了承载力的计算公式.进行了4组铝合金构件高强螺栓牙板连接的抗剪承载力试验,试验结果表明:高强螺栓牙板连接具有变形小、承载力高等特点,而且较普通的摩擦型高强螺栓连接承载力有明显提高,主要是因为"牙板"增大了受力方向的抗滑移系数.     

高强度螺栓高温后材料性能试验研究

为考察高强度螺栓高温后材料力学性能，对10.9级M22大六角头高强度螺栓高温冷却后试样进行拉伸试验，研究了不同加热温度、不同冷却方式下高强度螺栓材料的屈服强度、抗拉强度和弹性模量的变化规律.结果表明，两种冷却方式下，高强度螺栓材料力学性能的变化规律基本一致，当加热温度不超过400℃时，高强度螺栓材料的屈服强度、抗拉强度基本不受加热温度的影响；当温度不超过300℃时，弹性模量基本不变.随着温度升高，高强度螺栓材料的屈服强度、抗拉强度、弹性模量迅速下降，当温度达到600℃时，高强度螺栓材料的屈服强度、抗拉强度、弹性模量下降到常温的70%～78%.根据试验结果，拟合得到高强度螺栓高温后材料的屈服强度、抗拉强度和弹性模量的折减系数计算公式.屈服强度、抗拉强度的折减系数结果与部分文献的结果一致，但弹性模量折减系数相差较大，有待进一步研究.     

装配式偏心支撑钢框架拟静力试验研究

为研究端板厚度和连接方式对装配式偏心支撑钢框架抗震性能的影响，进行了2个不同端板厚度的偏心支撑半刚接钢框架和1个焊接连接的偏心支撑刚接钢框架的拟静力试验.结合试验研究结果，对装配式偏心支撑钢框架试件的破坏形态、荷载-位移滞回曲线、骨架曲线、侧移延性系数、等效粘滞阻尼系数进行了深入分析.试验结果表明：螺栓端板连接偏心支撑钢框架抗震性能良好.端板厚度对装配式偏心支撑钢框架耗能能力具有一定影响，端板厚度由16 mm增加到24 mm，由于破坏延迟，耗能梁段极限剪切承载力提高43.32%. 同时，受高强螺栓-端板连接滑移的影响，偏心支撑半刚接钢框架滞回曲线呈“弓形”，表现出一定的“捏缩”现象.     

高强螺栓抗剪连接滑移数值模型

为了减少计算代价并提高计算结果的收敛性,提出了一种新的高强度螺栓滑移数值模型和确定非线性摩擦单元实常数的计算公式。将所提出的数值模型计算结果与已有通用有限元软件的结果进行了对比以验证所提出的数值模型的可靠性。对比结果表明所提出的高强度螺栓滑移数值模型可以精确捕捉高强度螺栓的滑移现象,用于计算摩擦单元实常数的计算公式可以精确得到高强度螺栓的滑移临界摩擦力。通过滑移模型所得滞回曲线与既有模型计算结果高度吻合且计算时间减少约90%。在此基础上,通过参数化分析对简化滑移数值模型的计算误差进行了系统研究。分析了螺栓预紧力、钢板厚度、螺栓直径以及屈服强度对计算精度的影响。结果表明所提出的简化滑移数值模型收敛性好,计算精度高,大大减小了计算代价。     

基于钢板-钢管混合连接的木-混凝土组合梁推出试验

基于钢板-钢管混合连接,提出了木-混凝土组合梁的预制装配连接形式,采用短期推出试验和长期加载试验分别研究了钢板-钢管混合连接的短期与长期抗剪性能。通过推出试件的短期破坏性试验,研究钢板-钢管连接的破坏模式、极限承载力和滑移刚度等性能;通过长期加载试验,分析钢板-钢管连接的长期滑移和蠕变系数,长期加载中考虑了相当于连接件短期承载力的10%和20%两种荷载比的影响;对加载近470 d后的长期试件进行破坏性推出试验,分析长期加载对其极限承载力和滑移刚度的影响。结果表明:钢板-钢管连接的极限承载力超过130 kN,初始状态的滑移刚度为45.9 kN/mm;通过短期推出试验和长期加载后的推出试验对比发现,钢板-钢管连接件受到长期荷载作用后,极限承载力和滑移刚度无明显下降,呈现出较好的长期性能。     

不同连接方式的不锈钢梁柱节点的抗震性能有限元分析

目的研究国内S316L不锈钢材料梁柱栓焊连接节点的承载性能及变形能力,比较不同种类螺栓(不锈钢螺栓A4-80、A4-70及达克罗8.8级)所对应的节点力学性能的差异.方法考虑不锈钢材料抗滑移系数较小,所以将摩擦型连接改进为承压型连接开孔受力,并分别对8 mm、12 mm、14 mm、16 mm的不同厚度不锈钢板材进行材性试验;通过数据处理得出材料精确的本构关系,根据S316L不锈钢材及3种螺栓材料本构关系,采用高效精确的有限元模型对不锈钢材梁柱节点在梁端施加循环往复荷载,进行循环加载下的受力性能模拟分析.结果延性系数最好的是达克罗8.8级所对应的节点,延性系数为4.2,另外两种螺栓对应的节点延性系数基本相同,都达到4.1,模拟结果与试验较符合.结论 3种螺栓对应的节点承载性能和抗震性能相差不大,综合考虑金属间腐蚀和价格等因素,建议选用A4-70螺栓应用于不锈钢梁柱栓焊节点中.     

盲眼螺栓连接方钢管混凝土T型节点的抗拉性能

为了研究混凝土粘结效应对盲眼螺栓T型节点抗拉性能的影响,进行了4个螺栓连接角钢-钢柱T型节点的单调静力拉伸试验,其中,2个试件为钢管混凝土节点,另2个为空心钢管节点,并与传统高强度螺栓节点进行了对比研究。将各试件的破坏模态及荷载位移曲线进行了对比分析,并提出了考虑混凝土粘结效应的盲眼螺栓受力模型。最后将各试件的极限承载力与EC3规范公式计算结果进行了比较。研究结果表明,混凝土硬化后产生的粘结效应,紧紧地裹住盲眼螺栓的套管,改变了盲眼螺栓的受力机理,节点的屈服荷载和初始刚度均得到提高,性能得到改善;节点的承载能力取决于角钢的性能,混凝土粘结效应对其影响不大;考虑混凝土粘结效应后,盲眼螺栓节点的抗拉承载力与传统高强度螺栓并无明显差别,能够替代传统高强度螺栓连接钢管混凝土节点;在填充混凝土之后,节点的延性系数增大。     

新型装配式剪力墙抗震性能数值模拟与起滑荷载分析

为增强装配式剪力墙的耗能能力，提高其施工效益，提出一种具有摩擦抗剪与耗能功能的新型装配式剪力墙结构，并进行了抗震性能试验. 为弥补试件数量不足以及精确确定最优起滑荷载的设计需求，结合新型装配式剪力墙抗震性能试验结果，探讨相应高精度有限元模型建立方法，并进行多参数结构抗震性能影响分析. 最后，基于有限元分析结果和新型装配式剪力墙工作原理，确定最优起滑荷载. 研究结果表明：所提出的新型装配式剪力墙具有良好的滞回耗能能力；螺栓预紧力、钢材摩擦因数、螺栓总距等对结构抗震性能影响显著，应作为相应结构设计的主要参数，竖向荷载、钢板厚度、钢材弹性模量影响较小，可以忽略不计；当起滑荷载设定为墙体屈服荷载时，结构模型耗能达到峰值，同时耗能系数开始明显降低，因而将结构的最优起滑荷载确定为屈服荷载.     

单边高强螺栓T型件连接节点试验研究及数值模拟

通过对单边高强螺栓(STUCK-BOM)T型件连接节点和常规高强螺栓T型件连接节点进行单向静力加载试验和数值模拟研究,研究了单边高强螺栓的破坏模式及抗拉极限承载力,对比了单边高强螺栓与常规高强螺栓力学性能的差异,分析了T型件翼缘板尺寸效应对单边高强螺栓受力性能及T型件节点力学性能的影响.研究表明,单边高强螺栓破坏模式与常规高强螺栓不同,单边高强螺栓因其外套管分肢挤压弯折变形导致螺栓被拔出而破坏失效;单边高强螺栓的抗拉极限承载力与常规高强螺栓基本相同;相较于常规高强螺栓T型件节点,单边高强螺栓T型件节点的抗拉承载力和初始刚度与其基本相同,而塑性变形能力较弱;单边高强螺栓的边距和栓距对单边高强螺栓的抗拉极限承载力影响较小,栓距对T型件节点的抗拉承载力影响较小,而边距对T型件节点的抗拉承载力有一定影响.