高强螺栓外伸端板撬力作用的有限元分析与设计方法

针对外伸端板与T型连接设计中考虑撬力影响的问题,利用ANSYS进行了三维非线性有限元分析,考虑了材料非线性、几何非线性、高强螺栓的预拉力、端板间接触压力的影响。证明了撬力的存在以及螺栓拉力的分布是以受压翼缘位置为转动中心的梯形分布,提出了外伸端板连接中螺栓拉力的计算模型。研究了高强螺栓受拉连接采用外伸端板或T型接头的破坏机理以及撬力作用计算理论。介绍了国内外关于外伸端板与T型连接设计中考虑撬力作用的端板厚度设计方法,为工程设计提供了参考依据。     

高强螺栓端板连接的撬力分析与研究

利用有限元软件ANSYS分析和研究了外伸端板高强螺栓受拉连接接头破坏的Mises等效应力云图、端板变形、撬力分布以及螺栓拉力变化及分布。证明了撬力在端板连接中是显著存在的;增加端板厚度及设置加劲肋能够减小撬力影响;撬力的作用使高强螺栓拉力提高,外伸端板高强螺栓拉力的分布是以受压翼缘为转动中心的梯形分布。提出了考虑撬力作用的理论计算公式,算例结果表明,考虑撬力设计的计算公式较为简单并具有较好的设计适用性。     

浅谈半刚性端板连接的撬力研究

对钢结构半刚性端板连接——外伸端板高强螺栓节点连接的计算方法进行了探讨,重点介绍了目前国内外对端板连接中关于撬力影响的研究情况,了解了外伸端板螺栓连接设计的一种实用计算方法。     

高强螺栓连接考虑杠杆力作用的设计方法

分析和研究了钢结构高强螺栓受拉连接采用外伸端板或T型接头的破坏机理、杠杆力产生的原因以及杠杆力的计算理论。介绍了我国《钢结构高强度螺栓连接技术规程》JGJ82征求意见稿中关于接头设计考虑杠杆力影响的设计方法。通过算例分析和比较了国内外几种高强螺栓节点连接考虑杠杆力作用的计算方法,为工程设计提供参考依据。     

高强螺栓外伸端板连接受力性能分析

分析高强螺栓外伸端板连接中,端板厚度、螺栓直径、节点域加劲肋、端板加劲肋等对高强螺栓拉力分布和承载力的影响.分析结果表明:1)随着外伸端板厚度增加,高强螺栓受到的拉力减小,当端板厚度较薄时,由于板件变形产生的附加撬力使高强螺栓受到的拉力增大,进一步证明了高强螺栓受拉连接中撬力的存在以及对其产生的不利影响;2)外伸端板受...     

钢结构T型接头抗拉承载力研究

螺栓抗拉连接中撬力减少了连接节点的强度,对结构的性能产生不利影响。我国《钢结构高强螺栓连接技术规程》通过限制端板厚度来减少撬力的影响,文章通过有限元方法对T型连接接头抗拉性能进行分析,变换多个参数分析影响T型接头t承载力的因素,并和规范进行比对,分析规范的可靠程度。     

对国内规范关于端板连接中撬力计算的建议

本文根据《钢结构高强度螺栓连接技术规程》(JGJ 82-2011)给出的端板厚度和撬力计算公式,提出了三个方面的问题:螺栓抗拉极限取值偏低;系数α'没有给出合理解释;撬力合力点默认为端板外伸顶部.对于前两个问题,根据相关研究进行了系统性的解释论述.而对于第三个问题,则通过有限元软件ABAQUS中自带的对板间挤压力数据提...     

受拉T形连接件高强螺栓受力性能研究

对钢结构梁柱高强螺栓连接节点的T形连接件的受拉螺栓性能进行研究。改变T形连接件端板翼缘厚度、螺栓位置、螺栓直径和强度等级,同时考虑螺栓接触力偏心,对高强螺栓连接T形连接件进行受拉试验,研究弯矩对螺栓受力性能的影响。试验结果表明:随着T形连接件端板翼缘厚度降低、螺栓直径和强度等级减小以及螺栓内、外翼缘长比值远离数值1,弯曲应力占螺栓截面最大拉应力的比值上升,截面弯矩不能被忽略。采用有限元软件进行分析,分析结果和试验结果吻合较好。弯矩作用形成的拉应力最大可达总拉应力的25%。采用最小二乘法进行拟合,简化受拉T形连接件模型,得到了螺栓的弯矩和撬力计算式,可为钢结构梁柱高强螺栓连接节点设计提供参考。     

外伸端板连接节点撬力分布研究

撬力是外伸端板连接节点存在的不可忽略的影响因素,其大小和分布与连接节点外伸端板和螺栓的刚度、螺栓布置等因素有关,很难准确地量测。通过变化端距、栓距和端板厚度等建立了一系列有限元模型,对外伸端板连接节点撬力分布进行了分析研究。根据计算结果拟合了撬力分布模型,并提出撬力合力作用位置计算公式。分析了端板构造变化对撬力的影响,给出了端板构造设计建议。结果表明,撬力是分布在端板外伸部分的不均匀的面荷载,提出的撬力分布模型与有限元结果吻合良好。给出的撬力合力作用位置计算公式可反映不同构造形式对撬力作用位置的影响,使得设计更加精确。给出的端板构造设计建议可有效地减小撬力影响。研究结果可为工程设计提供参考。     

螺栓位置对单侧外伸端板连接节点性能的影响

高强螺栓端板连接节点,以其延性好、抗震性能优越、施工方便等特点在多高层钢框架结构中广泛应用。应用ANSYS,通过数值模拟的方法,分析螺栓布置位置对单侧外伸端板连接节点性能的影响。通过改变受拉梁翼缘两侧螺栓竖向间距,分析螺栓撬力的变化情况,进而分析节点的性能变化。分析结果表明,螺栓竖向间距的减小可以减小螺栓撬力,一定程度上增强节点初始刚度以及极限承载力。     

抗拉连接高强度螺栓的工作性能及设计计算

分析了抗拉连接高强度螺栓的工作性能,指出高强度螺栓的抗拉承载力与很多因素如连接板翼缘和螺栓的刚性性质,撬力,预拉力等有关。当连接板翼缘的刚度较小时,其弯曲变形将造成明显的撬力,从而增大了螺栓力,使整个连接过早破坏,考虑到撬力的作用,各种设计方法被提出来,我国现行《钢结构设计规范》GB50017中没有具体的撬力设计公式,只是在螺栓抗拉强度设计值公式中引入系数0．8来考虑撬力,设计应用较方便,但高强度螺栓抗拉承载力计算方法过于保守,其设计值明显低于国外标准,建议对高强度螺栓的抗拉承载力设计值予以适当提高。     

端板连接高强度螺栓群中和轴位置研究

为研究端板连接中高强度螺栓群的中和轴位置变化,对门式刚架外伸式端板连接进行了试验研究与理论计算.试验采用4种梁截面尺寸,选择端板厚度和端板加劲肋作为研究参数,对12个试件进行了单调加载试验,通过在螺栓杆无螺纹区开槽粘贴应变片测量了端板螺栓力的变化情况.理论计算系建立带弹性支座的连续梁模型模拟端板连接,将模型计算结果与试验结果比较分析,结果表明：加载过程中,螺栓群中和轴逐渐从其形心轴向受压区移动,但不超过受压翼缘内侧螺栓中心线;极限状态下,受拉翼缘和端板可简化为等效T型件.根据理论模型,进行了简单的参数分析,研究了撬力、端板厚度和螺栓排列等对连接性能的影响.最后结合试验结果及理论计算,对现有计算方法进行了评价.     

梁柱铰接节点细部设计中的撬力验算

介绍了美国《钢结构设计规范容许应力法》第9版(AISC-ASD-9thEdition)中撬力验算在梁柱铰接节点细部设计中的应用。通过建立力学模型,进一步分析了撬力作用对高强螺栓抗剪承载力的影响及计算方法。     

门式刚架端板螺栓连接的强度和刚度

论述门式刚架梁和柱的端板螺栓连接的设计问题，包括连接应满足的要求、构造形式、螺栓计算、端板厚度和节点刚度。还结合实验资料论证，按文内推荐的方法进行设计，在取得必要的强度的同时连接刚度也符合要求。     

高强度螺栓咬合型连接的受拉试验研究

为研究支吊架用高强度螺栓咬合型连接的破坏机理与受拉承载力,分别进行了单个螺栓咬合型连接和典型连接的抗拉试验及有限元分析。考虑了槽钢和高强度螺栓规格等参数的影响,单个螺栓抗拉试验中共有66个试件,由六家企业提供。试验结果表明,在螺栓拉力作用下槽钢两侧卷边均绕腹板顶部棱线转动,并形成两条塑性铰线;螺栓安装扭矩对受拉承载力无影响。采用门式支架进行典型连接抗拉试验,按槽钢壁厚不同共设计6个试件。通过试验研究发现,角钢连接件对螺栓产生明显的撬力。为研究单个螺栓连接中槽钢塑性铰线长度和典型连接受拉承载力随固定螺栓间距和槽钢规格的变化情况,又对4个试件补充了有限元分析。结果表明：塑性铰线长度仅与槽钢卷边尺寸有关;角钢连接件的撬力作用能够约束卷边的竖向位移,提高卷边屈服荷载。根据试验和有限元分析结果,给出了单个螺栓连接受拉承载力设计值的计算方法,理论计算值与试验结果吻合较好。     

不锈钢结构螺栓连接节点设计方法比较

根据欧洲规范EN 1993-1-4:2006、美国规范ASCE/SEI 8-02、澳大利亚和新西兰规范AS/NZS 4673:2001、日本不锈钢建筑结构设计标准以及中国规范GB 50017-2003对不锈钢结构螺栓连接的设计进行了对比分析,包括连接板的净截面承载力和承压承载力以及螺栓连接的受剪、受拉承载力和剪力拉力联合作用承载力,并对算例计算结果进行了比较.结果表明:欧洲规范设计计算结果较为详尽,日本不锈钢建筑结构设计标准设计规定较为全面,中国规范GB 50017-2003不适合直接用来计算不锈钢结构螺栓连接,需要进行系统的研究.