高强度螺栓连接钢-混凝土组合件破坏类型和承载力试验研究

为了解高强度螺栓连接钢-混凝土组合件受剪时的破坏类型、承载力以及影响参数,设计了16个试件进行单调加载试验,研究了芯板内混凝土、螺栓直径、螺栓预拉力、混凝土孔径、混凝土强度、混凝土厚度、芯板厚度、盖板厚度等参数对钢-混凝土组合件受剪承载力、连接部件之间的滑移及变形的影响。试验结果表明:试件主要发生孔壁承压破坏、螺栓剪断和盖板净截面拉裂3种破坏模式;芯板内填充的混凝土使高强度螺栓发生弯曲,可以提高试件的峰值承载力和变形能力;螺栓直径、混凝土强度、混凝土厚度、芯板厚度和盖板厚度的增加可以提高试件的峰值承载力,螺栓预拉力的增加可以提高滑移荷载。     

钢板组合墙对拉螺栓摩擦力分析研究

研究高强度对拉螺栓约束的钢板组合墙中不同表面处理的螺母与单侧钢板之间摩擦系数取值;分别制作了5个平螺母摩擦力试件和5个有止退纹螺母摩擦力试件,采用拉力试验机进行摩擦力测试并计算摩擦面的摩擦系数,试验测得平螺母与钢板的摩擦系数为0.152,带止退纹螺母与平钢板的摩擦系数为0.163。通过有限元软件建立与试验相同工况的模型进行数值模拟,数值模拟的结果与试验结果较为吻合。说明试验数据比较准确,可以为以后的工程提供参考。     

高强钢螺栓连接电弧热喷铝接触面抗滑移系数试验研究

高强钢结构对连接承载力的要求提高,为在高强钢结构中应用高强度螺栓摩擦型连接,需改进接触面处理方式以提高抗滑移系数.电弧热喷铝是一种新的接触面处理方式,其抗滑移系数较高,但目前电弧热喷铝接触面相关研究较少,应用于高强钢结构时缺少设计依据.针对Q460C,Q460D,Q890C三种牌号的高强钢,以及电弧热喷铝、轧制表面砂轮除锈和轧制表面钢丝刷除锈三种接触面处理方式,进行了 7组高强度钢材螺栓摩擦型连接试件的抗剪试验,分析了钢材强度、板件厚度、螺栓预拉力及接触面处理方式对抗滑移系数的影响.试验结果表明:荷载引起的10.9级高强度螺栓预拉力损失可达10％以上,经电弧热喷铝处理过的高强度钢材接触面抗滑移系数可达0.71,设计中建议按最小值取0.60.     

高强度钢材高强度螺栓摩擦型连接抗剪承载力试验研究

高强度螺栓摩擦型连接是钢结构连接的主要形式,现行标准规范对其设计和计算方法已有详细的规定,各国规范都给出了不同表面处理方式下的抗滑移系数和预拉力取值等要求,但大多规定都是基于普通强度钢材的试验和应用研究成果,特别是对高强度钢材的抗滑移系数研究更少。完成了4组Q550和4组Q690高强度钢材的高强度螺栓摩擦型连接抗剪试验,监测了48h内螺栓预拉力的变化情况,得到了喷砂和轧制表面两种表面处理方式下的抗滑移系数,并与各国规范进行了比较,发现抗滑移系数实测值低于大多数现行规范建议值。直接使用大部分规范建议值进行高强度钢材高强度螺栓摩擦型连接设计可能偏于不安全。     

钢-混凝土组合梁中摩擦型高强螺栓抗剪连接件的力学性能研究

为了探究钢-混凝土组合梁中摩擦型高强螺栓抗剪连接件的受剪性能,采用ABAQUS有限元软件建立了抗滑移试件和推出试件有限元模型,并通过与试验结果的对比验证了数值模拟的可靠性。试件抗滑移性能与螺栓预拉力密切相关,且在螺栓杆应力状态处于弹性工作范围时,预拉力的施加取决于混凝土的局部抗压损能力。通过数值分析研究了垫片尺寸、混凝土强度和混凝土板厚度、螺栓直径和强度等级对螺栓预拉力的影响。此外,通过对推出试件进行有限元参数化分析,研究了混凝土强度、混凝土板厚度、螺栓预拉力和螺栓直径对抗滑移强度、抗滑移刚度和极限抗剪承载力的影响。结果表明:螺栓预拉力的施加范围受混凝土强度、厚度、螺栓等级、螺栓直径和垫片尺寸的影响,且各参数之间的合理匹配可有效减小混凝土板面的损伤程度。根据推出模拟结果可知,随着混凝土强度和螺栓预拉力的增加,试件抗滑移强度和刚度显著增大,而极限抗剪承载力受螺栓预拉力的影响较小。随着混凝土强度和螺栓直径的增大,试件的极限抗剪承载力显著提高。     

高强度螺栓连接钢-混凝土接触面抗滑移系数试验精度控制

高强度螺栓连接钢-混凝土接触面抗滑移系数试验,滑移位移为1mm,滑移变形较小;试验时采用的液压拉力试验机夹具为摩擦型夹具,在夹紧时试件与摩擦型夹具所产生的滑移远远超过钢板与混凝土接触面所产生的滑移变形,不能满足试验精度要求。本文在原有拉力试验机夹具的基础上,采用增大夹具与钢板的摩擦力和改变夹具与钢板的接触形式的方法,有效地消除了夹具与钢板的初始位移,取得了良好的效果,保证了试验误差控制在1.2%范围内,满足了试验的精度要求,可以为其他类似拉力试验提供参考。     

考虑孔周应力集中的摩擦型高强度螺栓抗滑移性能分析与设计方法研究

抗滑移性能是摩擦型高强度螺栓受剪连接的重要力学性能之一。为研究抗滑移性能的影响因素,设计并完成了单个高强度螺栓抗滑移性能试验和高强度螺栓群抗滑移性能试验,连接试件均为双面剪切且表面进行了抛丸处理。基于试验结果,建立了准确、可靠的有限元验证模型,据此对高强度螺栓受剪连接进行了参数分析,主要研究参数包括：螺栓预紧次序、连接板件厚度、垂直于内力方向的螺栓间距与边距以及顺内力方向的螺栓间距与边距。分析结果表明：连接板件最危险截面的塑性区分布对摩擦型高强度螺栓的抗滑移性能有着显著影响,设计时应考虑孔周应力集中现象对抗滑移承载力的折减;不同的截面受力情况对应的孔周应力集中系数存在明显差异。通过计算分析给出了螺栓抗滑移承载力折减系数建议值。相关研究成果可为摩擦型高强度螺栓受剪连接的设计提供改进思路。     

钢-混凝土组合梁中高强螺栓连接件的抗剪性能试验研究

为研究高强螺栓连接件在钢-预制混凝土组合梁中的抗剪性能,对11个高强螺栓连接钢-混凝土组合试件进行了推出试验,分析了预紧力、螺栓直径、预留孔洞大小和混凝土强度等参数对高强螺栓连接件的破坏形态、荷载-滑移特性和受剪承载能力的影响。试验结果表明:高强螺栓连接件的破坏形态为螺栓周围混凝土受压破坏和螺栓栓杆在钢梁和混凝土界面间的弯剪破坏。高强螺栓在加载过程中,同时受到剪力、弯矩和拉力的共同作用,螺栓栓杆受力较为复杂。高强螺栓连接件受剪承载力主要受螺栓直径、混凝土强度的影响,适当增大螺栓的直径、提高混凝土强度,可提高螺栓连接件的受剪承载力。高强螺栓预紧力越大,初始滑移荷载越大,但对试件的受剪承载力影响较小。     

高强螺栓拉剪连接的抗滑承载力

<正> 拉剪连接的摩擦型高强螺栓,既承受摩擦面的剪力,又承受垂直于摩擦面的拉力,这在钢结构梁柱连接、斜撑端部连接中常见,这种连接的抗滑承载力将受到螺栓轴向外拉力影响而降低。降低多少? 是否影响摩擦系数? 现结合规范需要进行了如下试验。试件共设6种(包括双、单面两种摩擦面的纯剪连接),钢材为A3F,板表经喷砂处理呈银灰色,采用上海先锋螺丝厂生产的20MnTiB扭剪型高强螺栓M20连接。试验在拉力机上进行,螺轮轴力变化用经过标定的螺栓传感器(压力环) 和YJ-5静态电阻应变仪测量,滑移量由电测位移计、动态电阻应变仪X-Y函数记录仪自动记录,荷载每级50kN,接近滑移时每级20kN。     

钢框架内嵌外墙板连接件抗剪性能研究

对三种不同连接形式下的内嵌墙板与钢框架进行抗剪性能试验,研究钩头螺栓、套筒螺栓以及焊接钢板的抗剪性能,并计算不同连接形式下试件的理论抗剪承载力。试验结果表明:由套筒螺栓连接的试件抗剪承载力最大,且套筒螺栓的抗剪性能最好,钩头螺栓次之,焊接钢板连接的试件抗剪承载力最小,焊接钢板的抗剪性能最差。实践表明,连接件理论抗剪承载力试验结果与计算结果吻合较好。