光伏支架中螺栓连接和拉铆连接腐蚀前后抗剪性能对比试验研究

拉铆连接代替普通螺栓连接可以提高光伏支架连接节点的防腐蚀性能,为研究光伏支架中采用拉铆钉代替普通螺栓的可行性,对比分析螺栓和拉铆连接腐蚀前后抗剪性能,分别对M8、M10、M12的4.8级普通螺栓和同规格的小直径拉铆钉进行了腐蚀前后的抗剪承载力试验,分析了两种连接在腐蚀前后的抗剪承载力变化情况、腐蚀机理、腐蚀形貌及构造差异,结果表明：腐蚀后产生的腐蚀坑会造成应力集中,同时腐蚀会降低螺栓和拉铆钉的净截面面积,因而,腐蚀后两种连接的抗剪承载力均有不同程度的降低;在相同的腐蚀条件下,螺栓的螺帽和螺杆之间的连接存在缝隙,腐蚀介质更容易对其产生侵蚀作用,故腐蚀后螺栓连接的抗剪承载力下降程度较大;由于拉铆连接铆杆和套环咬合紧密能降低腐蚀对其影响,故腐蚀后拉铆连接的抗剪承载力下降程度较小.     

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。     

偏心受拉普通螺栓群连接的合理计算

对普通螺栓群连接在偏心拉力作用下的计算推导了一种精确计算方法；结合算例，讨论了这类连接的端板尺寸对螺栓受力的影响．同时，对目前通行的几种近似计算方法的合理性进行了比较分析，指出了它们引起内外力不平衡的原因．     

不锈钢普通螺栓抗剪连接破坏模式的数值研究

本文采用ABQUAS大型有限元软件,研究静剪力作用下不锈钢普通螺栓连接节点性能.板件及螺栓均采用C3D8单元,材料模型为多线性弹塑性模型,考虑法向线性接触和切向库伦摩擦接触.数值模型建立时依据国外已有的试验研究,进行几何参数、材料力学参数、接触参数的设置.将数值分析的结果与试验结果进行比较,确定有限元模拟的可靠性.建立不锈钢普通螺栓连接不同几何模型,进行数值分析,提出数值分析时连接破坏模型的确定原则以及极限位移和荷载的确立方法.     

不锈钢构件螺栓连接摩擦面抗滑移系数试验

目的 研究不锈钢构件螺栓连接摩擦面抗滑移性能,为摩擦型不锈钢螺栓连接在建筑上的应用以及为编不锈钢规程提供试验依据.方法 对奥氏体316不锈钢板的螺栓连接节点摩擦面的抗滑移系数进行试验研究,包括10.9级高强度螺栓、奥氏体不锈钢A4-70和A4-80螺栓,摩擦面处理方法采用拉丝、喷砂、割痕、不处理四种.结果 抗滑移效果最好的是拉丝处理,其次是割痕处理,喷砂处理的抗滑移效果最差,甚至比没有经过处理的亚光表面更差;除A4-70外,10.9级和A4-80螺栓都可达到设计预紧力要求.结论 不锈钢A4-70螺栓没有达到规范中的设计预紧力要求,建议通过进一步的研究提高其扭矩系数;对于上述4种摩擦面处理方法,总体抗滑移效果较差,因此若要在不锈钢结构中使用摩擦型螺栓,不锈钢摩擦面的处理工艺有待于进一步开发.     

轻钢结构的全螺栓连接形式力学性能

针对现有轻钢结构连接形式多样,性能和造价差异大的问题,提出了一种新型全螺栓连接形式.在抗压试验分析的基础上,总结了不同组合连接试件的抗压承载力与位移的变化规律以及螺栓直径、组合板厚度对其力学性能的影响,并将试验结果与理论计算结果进行比较.结果表明:随着抗压承载力的增大,试件的位移呈逐渐上升的总体趋势;抗压承载力随试件组合板厚度增大呈先增大后减小的趋势,且当厚度相同时,试件的螺栓直径与其承载力成正比关系.试验结果与计算结果误差范围较小,实验结果可靠.     

螺栓连接装配式墙板抗侧刚度研究

螺栓连接装配式墙板体系具有连接简单、建造快速的优势,工程应用逐渐增多。本文以两种常见的螺栓连接装配式墙板(钢板拼接式螺栓连接和穿缝式螺杆连接)为研究对象,进行了7片墙板的拟静力试验,结果显示：螺栓连接装配式墙板由于水平缝处张开,墙体发生刚性转动,导致抗侧刚度下降;通过理论分析和数值模拟,揭示了螺栓连接装配式墙板水平变形特性,分析了影响墙体抗侧刚度下降的因素,提出了螺栓连接装配式墙板的抗侧刚度计算公式,数值分析与试验结果验证了公式的可靠性;基于参数分析的研究结果,回归了考虑螺栓节点配钢率、墙体的高宽比、轴压比和节点相对位置四个参数在内的干式螺栓连接装配式墙板抗侧刚度降低系数的简化计算公式,该简化公式的计算结果与数值模拟的结果误差在±20%之内,表明预测结果较为准确。     

交错孔洞平板螺栓连接有限元研究

为验证现行交错孔洞平板螺栓连接受拉极限承载力计算方法(等面积法及s2/4g法 )的准确性,使用ABAQUS的C3D8I单元建立了交错孔洞平板螺栓连接的有限元模型,并利用试验结果进行了验证.利用验证后的模型,进行了参数分析.参数包括孔洞横向间距、孔洞纵向间距、连接几何模式及螺栓的预拉应力.有限元结果表明当交错孔洞平板连接的孔洞纵向间距小于某一限值时,s2/4g法预测的受拉极限承载力与有限元结果符合得较好,优于等面积法;然而大于这一限值后,等面积法及s2/4g法预测值明显高估了有限元预测的极限承载力.基于有限元及理论分析,提出了一种修正s2/4g法,利用其得出的预测值与有限元结果符合得较好.     

高强钢板组合螺栓抗拉性能有限元分析

高强钢板钻孔攻丝后替代螺母,与高强螺杆组合成一种新的单边螺栓连接副,可用于钢管柱框架节点.为研究钢板组合螺栓抗拉承载力和破坏机理,在本组试验研究的基础上对4类钢板组合螺栓共64个试件进行单调拉伸数值模拟,以板厚和螺杆直径为研究变量,包括Q345B、45号钢、Q460C和Q690D四种钢材和10.9级M16、M20、M24、M27和M30五种规格高强螺栓.结果表明:Q345B、Q460C和Q690D均可作为45号钢的替代材料;钢板组合螺栓在锚固可靠的条件下,可按螺杆螺纹极限抗拉荷载的70%作为其抗拉设计值;钢板较薄时,发生钢板螺纹滑牙破坏,螺栓拔出,螺杆最大应力位于锚固区,钢板向外凸起,凸起量大于支点间距的1/200;钢板较厚时,发生螺杆拉断破坏,螺杆最大应力位于构造区,两种破坏模式中钢板的最大应力均位于钢板螺纹第一扣处.为保证钢板组合螺栓不发生钢板螺纹滑牙破坏,建议Q345B钢板厚度不宜低于1.15d;Q460C钢板厚度不宜低于1.10d;Q690D钢板厚度不宜低于0.95d,根据弹性力学和螺纹传力机理推导高强钢板组合螺栓抗拉承载力公式,公式计算结果与有限元结果吻合良好,研究成果可为钢板组合螺栓的设计提供参考.     

重组竹螺栓连接节点承载能力计算分析

基于重组竹螺栓连接承载性能,分析评价了现有木结构设计规范对重组竹螺栓连接承载能力预测的适用性。采用正交设计法对16组48个重组竹-钢夹板单螺栓连接节点试样进行试验,验证了Foshci理论模型对重组竹-钢夹板单螺栓连接节点的适用性,揭示了螺栓直径、端距及主构件厚度等因素对节点承载能力的影响规律,分析了GB 50005和European 5规范对重组竹-钢夹板螺栓连接承载能力预测的准确性。研究结果表明：Foschi理论模型能够反映节点的线弹性、屈服后阶段的变化特征,能够较全面地反映重组竹-钢夹板螺栓连接节点的整个受力过程。螺栓连接承载力受螺栓直径、主构件厚度和端距3个因素共同影响,但当节点达到最小尺寸设计要求时,承载能力受螺栓直径影响的作用最为明显。Eurocode 5对重组竹-钢夹板螺栓连接节点的承载预测能力偏保守,而GB 50005预测能力存在安全富余的空间,能较好地预测重组竹-钢夹板螺栓连接的承载能力。     

Q345级大圆孔高强度螺栓连接承压性能研究和设计建议

目的研究大圆孔高强度螺栓的受力性能和破坏模式,为此类高强度螺栓连接提供设计依据．方法利用经过验证的有限元模型,采用通用有限元软件ANSYS对含大圆孔承压型高强度螺栓连接进行分析,并对比欧洲规范和美国规范关于大圆孔的设计方法．结果欧洲规范是在原设计公式的基础上乘折减系数0．8;而美国钢结构规范中扩大孔则是套用原公式,标准孔和扩大孔带入不同的栓孔至板边缘净距,折减系数约为0．9,欧洲规范更加偏保守．有限元计算结果表明按照美国规范计算有部分连接偏于不安全,可能是与对破坏模式的预测不符造成的．结论根据有限元的计算结果,扩孔后螺栓连接的破坏模式没有发生变化,大圆孔承压设计值折减系数介于0．8-1．0,参考美国规范和欧洲规范中对高强度螺栓扩孔折减系数的规定,可偏保守的取0．8．     

两桩厚承台的承载力设计

根据两桩厚承台的受力特点和破坏模式,以拉压杆模型为基础,探讨了模型建立的原则和方法,提出了两桩厚承台按拉压杆模型设计的方法并给出了相应的计算公式,选取6个两桩厚承台室内试验结果并分别采用各国规范设计方法及拉压杆模型设计方法进行比较验证。结果表明：各方法用于两桩厚承台设计均安全可靠,但采用拉压杆模型的承台设计方法符合厚承台的受力机理,用该方法算得的承台承载力与试验值吻合较好。     

Experimental research on ultimate bearing capacity of grouted-round-steel-tube N-joint

As an important structural member in self-supporting concrete floor during construction,encased steel truss-concrete composite beam has brilliant prospect in outer-jacketing structures for adding stories or mega frame structures.Compared with encased angle truss,encased round steel tube truss can facilitate layout of itself in column and facilitate layout and anchorage of prestressed reinforcement placed horizontally.N-joint is wildly used in encased steel truss.For cave-in failure easily occurs in hollow steel-tube joint,the idea that the chord is grouted to increase cave-in bearing capacity of hollow tube is proposed.Test results of 8 grouted-round-steel-tube N-joints from the beginning of loading to failure are reported.Mechanical property and failure mode of this kind of truss joint are analyzed,and the formulas of ultimate bearing capacity of the joint corresponding to different failure modes are established.All these can provide basic data for spreading encased steel truss-concrete composite beam.     

基于总应变裂缝本构的矩形钢管-钢管混凝土组合桁架静力性能分析

基于约束混凝土的总应变裂缝本构模型,利用大型通用有限元程序MIDAS/FEA建立了空钢管桁架、钢管-钢管混凝土组合桁架和钢管混凝土桁架的有限元模型,进行约束混凝土本构模型的有效性验证及试验桁架静力性能分析。结果表明,文中有限元模型能较好地反映钢管-钢管混凝土组合桁架的静力性能,可以对影响组合桁架静力性能的各种参数进行分析。桁架破坏均发生在节点部位,但节点失效模式不同,主管内填混凝土改变了节点的失效模式。桁架的极限承载力均受到节点控制,主管内填混凝土能够有效提高桁架节点的强度和刚度,从而提高桁架的承载能力,减小桁架的整体变形。     

不同约束形式的薄壁钢管混凝土柱轴心受压试验及承载力计算

为了提高薄壁钢管混凝土柱的局部抗屈曲性能,改善变形能力较差的问题,提出一种约束形式螺旋加劲肋.通过对普通钢管、直肋、开孔直肋、内螺旋肋、外螺旋肋、外螺旋肋–钢筋等6种不同形式的薄壁钢管混凝土组合柱进行了轴心受压试验研究,对比分析了破坏过程、极限荷载、位移及应变等,得到了螺旋加劲型薄壁钢管混凝土柱的破坏模式及机理.研究结...     

带约束拉杆L形方钢管混凝土组合柱轴压性能

为了研究带约束拉杆L形方钢管混凝土组合长柱的轴压性能,采用有限元软件ANSYS数值模拟和试验对比方法分析了带约束拉杆L形组合长柱的轴压性能,通过分析带约束拉杆L形组合长柱整体构件的屈曲模态、变形图以及各个部件的应力云图,验证了构件具有较高的受压承载力.结果表明,在钢管内部添加约束拉杆增强了钢管对混凝土的约束效应,提高了混凝土的轴心抗压强度与构件的整体承载力,为构件的工程应用提供了依据.