承压型高强螺栓受力性能试验研究

通过单个承压型高强度螺栓与承压型高强度螺栓群的承载能力试验,研究了高强螺栓预拉力和摩擦面抗滑移系数对承压型高强螺栓受力性能的影响和规律。分别对不同预拉力、摩擦面抗滑移系数下单个承压型高强螺栓和螺栓群的承载力进行了研究和分析。研究结果表明,承压型高强螺栓预拉力所造成的摩擦力只能延缓螺栓滑动的出现,其抗剪承载力不受抗滑移系数及预拉力的影响,为实际工程中承压型连接高强螺栓的设计和施工提供了参考。     

摩擦型高强度螺栓抗剪连接研究进展及评述

装配式钢结构建筑在我国的迅速发展对高强度螺栓的连接性能及经济性能提出了更高的要求。通过大量检索国内外相关学者的研究,对影响摩擦型高强度螺栓抗剪连接性能的各个因素进行了总结,并对这些影响因素的研究现状进行了分类评述;在中国、欧洲、美国和澳大利亚相关规范比较的基础上,对比分析了摩擦型高强度螺栓抗剪承载力设计值的计算公式,计算了8.8S摩擦型高强度螺栓抗剪连接承载能力的设计值,比较了摩擦面抗滑移系数和高强度螺栓的预拉力。最后,指出了当前摩擦型高强度螺栓抗剪连接性能研究的不足之处,对其未来研究的内容和方向提出了建议。     

Q550钢材高强螺栓连接承压性能研究

高强螺栓承压型连接是钢结构中常用的节点连接方式,采用经验证可靠的Marc有限元计算模型对Q550高强度钢材高强螺栓承压型连接的承压性能进行数值模拟。分别对影响极限承载力的端距、边距、螺栓预紧力以及连接板件间的抗滑移系数等因素进行研究。研究结果表明:端距和边距二者共同影响Q550高强螺栓承压型连接的破坏模式和极限承载力,当端距和边距值分别取2. 0d0(d0为螺栓孔径)和1. 5d0时连接发生承压破坏并可以得到较高的承载力;对螺栓施加预紧力可以适当提高接头的极限承载力;抗滑移系数对极限承载力的影响不大。     

高强度钢材螺栓连接抗剪性能试验研究

近年来高强度钢材在工程中得到了逐步推广和应用,尤其是Q460强度等级的高强度钢材。但是目前各国规范都尚未对高强度钢材螺栓连接设计方法做出具体规定,仍沿用普通强度钢材的设计方法。因此,需对端距、边距和螺栓间距等几何构造对高强度钢材螺栓抗剪连接性能的影响进行深入的试验研究。针对10,12 mm厚的Q460强度等级的高强度钢材进行螺栓抗剪连接试验,通过改变两个10.9级M27高强度螺栓的几何布置,研究不同端距、边距和螺栓间距情况下,高强度钢材的承压性能的变化情况。由试验可以观察到螺栓抗剪连接的3种不同的破坏模式:端部撕裂、孔壁拉长和板净截面拉断。同时还将试验得到的极限承载力与欧洲和美国钢结构设计规范设计值进行比较。结果发现,现有规范并不能很好地预测高强度钢材螺栓抗剪连接的破坏模式和极限强度,建议更深入地进行参数分析以完善规范设计方法。     

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.     

高性能耐火钢高强度螺栓接头高温受剪性能试验研究

为促进高性能耐火钢材设计理论发展与工程应用,对采用不同型号高强度螺栓的10个高强度螺栓连接接头进行了不同温度条件下的受剪试验,其中包含4个采用普通高强度螺栓的连接接头以及6个采用BFRW10耐火高强度螺栓的连接接头,连接板均采用WGJ高性能耐火钢.试验研究了常温下螺栓接头的摩擦面抗滑移系数、不同温度下螺栓接头的荷载-位...     

不锈钢螺钉连接试验研究及设计建议

通过对不锈钢螺钉连接抗剪性能的试验研究,明确了连接破坏形式,考察单剪和双剪构造、连接板厚、螺钉间距、连接长度和螺钉排列方式等关键参数的影响规律,提出螺钉抗剪承载力设计算式及相关设计建议。研究结果表明:螺钉连接的破坏形式为螺钉杆剪断破坏、螺钉斜拔破坏和不锈钢板承压破坏;抗剪承载力随着剪切面数目的增加而提高,双剪连接与单剪连接抗剪承载力之比等于2;承压破坏抗剪极限承载力随着板厚的增大而提高;端距和间距应不小于3倍螺钉直径;螺钉群抗剪承载力折减系数取值与连接板等厚与否以及连接长度有关。     

不锈钢抽芯铆钉连接试验研究及设计建议

通过对不锈钢抽芯铆钉连接进行抗剪性能试验研究,明确了连接破坏形式,考察单剪和双剪构造、抽芯铆钉端距和间距、连接长度等关键参数的影响规律,提出抗剪承载力设计算式及相关设计建议。研究结果表明:抽芯铆钉连接的破坏形式为抽芯铆钉杆剪断破坏和不锈钢板承压破坏;抗剪承载力随着剪切面数目的增加而提高,双剪连接与单剪连接抗剪承载力之比为1.8~1.9;端距和间距应分别不小于2.5倍和3倍抽芯铆钉孔径;抽芯铆钉群抗剪承载力折减系数取值与连接板等厚与否以及连接长度有关。     

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。     

单面自紧螺栓成型机理与受剪承载力试验研究

针对传统扭剪型高强螺栓连接施工过程中往往需要两个操作面,难以应用于闭口截面构件之间连接的问题,设计开发一种单面自紧高强螺栓(self-tightening high strength one-side bolt,SHSOB)。通过对SHSOB螺栓的试验研究,考察了其成型机理、安装工艺和受力性能,获取了SHSOB螺栓的破坏模式、预紧力时变效应、抗滑移系数及剪力-位移曲线。研究表明：SHSOB螺栓预紧力可以满足GB 50017—2017《钢结构设计标准》中高强螺栓预紧力的设计要求;预紧力松弛在起始阶段较快,随后趋于稳定;SHSOB螺栓连接的受剪破坏模式和剪力随时间的变化规律均与传统扭剪型高强螺栓相似,均以螺杆被剪断发生破坏;在发生摩擦滑移破坏前,螺栓连接的剪力由摩擦力传递,孔壁承压阶段通过螺栓杆和孔壁的压力传递。在此基础上,推导了SHSOB螺栓的受剪承载力理论计算式,对比发现理论值、试验值和规范值吻合较好,SHSOB螺栓的受剪承载力可以满足GB 50017—2017《钢结构设计标准》中摩擦型高强螺栓受剪承载力的设计要求。     

涂醇酸铁红或聚氨酯富锌漆连接面抗滑移系数测定——轻型薄壁钢构件高强度螺栓端板式连接系列研究之一

介绍了连接接触面涂醇酸铁红或聚氨酯富锌漆的高强度螺栓连接抗滑移系数试验研究。给出分别采用上述两种底漆时的连接板接触面抗滑移系数设计取值的建议 ,对影响抗滑移系数的各种因素进行了分析     

反复弯剪对高强度螺栓端板连接节点抗滑移性能影响——轻型薄壁钢构件高强度螺栓端板式连接系列研究之三

报告了反复弯剪荷载下高强度螺栓摩擦面采用醇酸铁红处理的端板式连接节点的试验结果 ,并与单向静力弯剪荷载下的连接性能进行比较分析。结果表明 ,对低抗滑移系数的高强度螺栓端板式连接 ,反复加载后的承载性能与单调加载时基本相同     

高强度螺栓摩擦型连接接触面的处理方法

针对高强度螺栓预应力一定时其承载力设计值取决于接触表面的抗滑移系数,通过对高强度螺栓摩擦型连接的原理分析,结合钢结构设计规范介绍了接触面的各种处理工艺要求及摩擦系数的取值,从而避免螺栓报废和产生质量事故。     

Q460等级高强度钢材螺栓抗剪连接孔壁承压性能有限元分析

运用三维实体有限元数值模拟方法,对9组Q460等级高强度钢材螺栓抗剪连接试验进行材料、几何、接触非线性分析,详细介绍了建立有限元模型的具体方法,给出了极限承载力的求解全过程,提出了影响其模拟精度的重要因素.根据端距、边距和螺栓间距的不同,采用有限元模型模拟出了连接板发生的孔壁承压破坏、净截面破坏等不同的破坏模式,通过有限元分析得到的极限承载力计算值与试验值十分接近.结果表明:建立的有限元模型能够准确模拟高强度钢材孔壁承压性能,选择合适的应力-应变关系和接触刚度是影响计算精度的关键.     

《钢结构工程施工质量验收规范》(GB50205)强制性条文应用指南(2)

6　第 6 .3.1钢结构制作和安装单位应按本规范附录Ｂ的规定分别进行高强度螺栓连接摩擦面的抗滑移系数试验和复验 ,现场处理的构件摩擦面应单独进行摩擦面抗滑移系数试验 ,其结果应符合设计要求6 .1　释　义抗滑移系数是高强度螺栓连接的主要设计参数之一 ,直接影响连接的承载力 ,因此连接摩擦面无论由制造厂处理还是由现场处理 ,均应进行抗滑移系数测试 ,测得的抗滑移系数值应符合设计要求。条文中“本规范附录Ｂ”是指现行《钢结构工程施工质量验收规范》(ＧＢ5 0 2 0 5 )中附录Ｂ -Ｂ .0 .5高强度螺栓连接摩擦面的抗滑移系数检验的内容。…     

循环荷载下高强度螺栓连接摩擦系数试验研究

高强度螺栓摩擦型连接在承受循环剪力时,螺栓拉力和接触面的摩擦系数会随加载过程发生变化,因此,使用抗滑移系数进行分析和设计不安全.为研究高强度螺栓受剪连接中未处理轧制表面直接接触、轧制表面间垫设紫铜片以及螺栓垫圈与轧制钢板接触的摩擦系数,对不同栓杆直径、不同孔形的4组(12个)高强度螺栓连接试件开展了循环加载试验和有限元数值模拟研究,分析了循环荷载下连接滑移过程中高强度螺栓拉力及摩擦系数的变化情况,以及数值模拟中摩擦系数的取值方法.结果 表明:改变螺栓直径或孔型对未处理轧制表面直接接触的摩擦系数影响较小;增大螺栓直径,螺栓垫圈与轧制钢板接触的摩擦系数显著降低;采用大螺栓孔时,轧制表面间垫设紫铜片对摩擦系数有一定幅度提高;有限元模拟中,双剪试件输入摩擦系数结果与试验结果较为吻合,而单剪试件输入抗滑移系数结果与试验结果吻合程度更高.     

高强度结构钢高强度螺栓摩擦型连接节点试验研究

针对钢板材质为Q460,Q550,Q690的高强度结构钢和Q345钢、摩擦面经过抛丸除锈和喷硬质石英砂处理的试件进行了高强度螺栓摩擦型连接试验。通过试验了解钢材强度、摩擦面处理方法以及螺栓排布方式对抗滑移系数的影响。试验结果表明,三种高强度钢材的抗滑移系数比较接近,与Q345钢的抗滑移系数相比有所降低。结合试验分析,为高强度结构钢高强度螺栓摩擦型连接节点的设计提供参考。     

长排摩擦型高强度螺栓连接接头的研究

本文根据九江长江大桥钢梁接头设计中出现的长排摩擦型高强度螺栓连接问题,特通过对长、短排螺栓接头的对比试验,探明了不同接头的变形特征,得出了长排栓连接的单栓承载力,不需要象承压型接头那样,随排数增多而折减的结论。而且研究中所提出的判断滑移准则、接头传力比参数、应力集中系数等计算方法,试验表明科学合理,能很好地解释接头的疲劳破坏现象。     

摩擦型高强螺栓抗剪连接的螺栓单排数量和间距因素分析

在已有试验结果的基础上合理地建立数值模型,对摩擦型高强螺栓的抗剪连接性能进行分析计算,探讨螺栓的数量、间距等对滑移荷载的影响。     

冷弯薄壁型钢结构多颗锁铆连接受剪性能试验研究

将锁铆连接引入冷弯薄壁型钢结构构件间的连接中,考虑了铆钉端距、间距、数量、排列方式等因素,对锁铆连接的受剪性能进行试验,研究了各试件的荷载-变形曲线、受剪承载力及破坏模式。基于传染病传播动力学SIR模型,建立了单颗锁铆连接力学模型,并考虑铆钉群折减效应提出了多颗锁铆连接的受剪承载力计算方法。研究结果表明:多颗锁铆连接的破坏主要为铆钉腿部剥离下层板材并伴随铆钉头部脱离上层板材、钢板净截面拉断,其中前者为较理想的延性破坏模式;铆钉排列方式、端距和间距对锁铆连接的受剪性能影响较大,铆钉应优先纵向排列,端距、间距不宜小于3倍与5倍铆钉直径;考虑铆钉群折减效应的受剪承载力计算方法具有较高的预测精度。