各国规范高强度螺栓抗剪连接设计方法比较分析

高强度螺栓抗剪连接作为钢结构连接的一种有效方法得到了广泛的应用,而各国规范对高强度螺栓抗剪连接设计方法的规定有所差异。尤其是随着高强度钢材在实际工程中的推广和应用,各国规范规定的适用性有待进行深入探讨。本文对中国钢结构设计规范GB50017-2003、欧洲钢结构设计规范Eurocode 3、美国钢结构设计规范ANSI/AISC360-05、英国钢结构设计规范BS5950和澳大利亚钢结构设计规范AS4100中高强度螺栓抗剪连接设计方法进行对比,其中包括承压型连接和摩擦型连接,并给出了相关实例计算。     

工程起重机械高强度螺栓计算方法

为提高螺栓连接设计的可靠性,针对工程起重机械行业普遍采用的高强度螺栓,分析摩擦型高强度螺栓与承压型高强度螺栓两种连接类型的性能、特点及抗拉、抗剪承载力设计值的计算方法,并对两种类型螺栓连接的计算方法进行研究和分析,以实际算例验证了计算方法的有效性。     

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。     

腹板连接用高强度螺栓直径与连接板厚度匹配关系探讨

根据高强度螺栓摩擦型连接和承压型连接承载力极限状态的不同,分别就铰接和刚接两种连接方式,对腹板连接用高强度螺栓的直径与连接板厚度匹配关系进行探讨,提出一些建议,可供设计人员参考.     

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。     

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。     

SG21型平地机工作装置高强度连接螺栓有限元分析

在平地机的设计开发中,其工作装置高强度连接螺栓的正确选用对平地机的正常工作十分重要。以SG21型平地机为例,建立合理的连接螺栓力学模型,使用ANSYS10.0作为分析软件,用预拉伸载荷来模拟螺栓的预装配载荷,并采用ANSYS接触模型进行分析,借鉴山推SG18型平地机的设计过程,分别对M30和M33的高强度连接螺栓进行分析计算。分析与试验结果表明,M33螺栓可以满足SG21型平地机的设计需要。     

高强度螺栓承压型连接适用范围的讨论

针对现行规范中高强度螺栓承压型连接不应用于直接承受动力荷载结构的规定,引出关于动力荷载的讨论,进而讨论承压型连接高强螺栓的适用范围,比较了各种规范对于高强度螺栓连接的规定,明确其基本要求之一是弹性阶段连接不能滑移,据此要求,对高强度螺栓承压型连接未滑移时和已滑移时的承载力与摩擦型连接承载力进行比较,最后总结了高强度螺栓承压型连接的各种适用范围。     

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。     

中美摩擦型连接高强度螺栓承载力计算方法对比分析

对比分析了中美两国常用摩擦型连接高强度螺栓的力学性能,以及两国摩擦型连接高强度螺栓抗剪承载力和剪拉承载力的设计方法。探讨了按AISC 360-2010《美国钢结构设计规范》对中国高强度螺栓进行设计时的预拉力转换问题,根据两种规范的比较结果,提出了预拉力转换建议。根据中美两国规范的计算方法,讨论得出抗剪承载力和剪拉承载力比较结果,供设计人员参考。     

高强度螺栓连接在高温下极限承载力的试验研究

高强度螺栓连接在高温环境下力学性能及极限承载力的研究文献不多,《钢结构设计规范》(GB50017-2003)也尚未涉及。以8.8级高强度螺栓连接为对象,通过试验研究了在不同温度环境下,螺栓的抗剪、抗拉极限承载能力,总结了承载力与环境温度之间的相互关系。     

钢结构高强度螺栓连接应用范围的探讨

随着石化行业国际化进程的加快,涉外项目的增多,高强螺栓连接的推广应用已经日趋普遍。根据应用情况,对目前石化行业结构设计中采用的高强螺栓连接形式的优缺点从技术、经济、施工等几个方面进行比较,并对RCSC和AISC规范中的相关设计理念予以简单介绍。     

动载荷作用下应用高强度螺栓连接时应注意的问题

针对深圳地铁站自动扶梯主驱动链轮连接螺栓松脱引发的停机故障,通过计算与分析得知,施工时因预紧力矩不足导致其连接方式由摩擦型连接向承压型连接转变,最终致使连接螺栓松脱。引发了故障。针对承受动载荷作用的重要结构或机构使用高强度螺栓连接,在设计．安装等环节提出了一些建议。     

钢结构高强度螺栓连接应用范围的探讨

随着石化行业国际化进程的加快,涉外项目的增多,高强螺栓连接的推广应用已经日趋普遍.根据应用情况,对目前石化行业结构设计中采用的高强螺栓连接形式的优缺点从技术、经济、施工等几个方面进行比较,并对RCSC和AISC规范中的相关设计理念予以简单介绍.     

高强度螺栓连接各种计算方法的分析

本文对承压型高强度螺栓连接的各种计算方法进行了分析,与对应的摩擦型高强度螺栓连接的计算方法进行了比较,提出了较合理的计算方法,并举例加以说明。     

钢结构设计中与焊接和安装相关的细部构造尺寸

讨论了钢结构设计中遇到的与焊接加工和扭剪型高强度螺栓安装相关的细部构造问题,总结了这些方面的工程经验.     

抗拉剪摩擦型高强度螺栓连接的设计计算

为使抗拉剪摩擦型高强度螺栓连接的设计计算更趋合理、简便，分析了由弯矩作用引起的受压区板门压紧力变化对连接承载力的影响，提出了弯矩与剪力共同作用时和弯矩、轴力与剪力共同作用时的摩擦型高强度螺栓连接承载力的计算公式及其简化式．     

承载力比值对摩擦型自复位节点抗震性能的影响

钢绞线与高强螺栓连接提供的节点抗弯承载力比值是影响摩擦耗能型梁柱自复位节点抗震性能的重要参数.采用有限元软件ANSYS 10.0,对5个按照不同抗弯承载力比值设计的节点模型进行单调和循环加载模拟,分析该参数对节点抗震性能的影响.研究表明：当高强螺栓连接的抗弯承载力比钢绞线的抗弯承载力略小时,节点的耗能性能最强且具有自复位能力.建议将节点设计弯矩按钢绞线与高强螺栓连接承载力比值分配,分别设计钢绞线与高强螺栓连接.     

承压型高强度螺栓连接的性能研究

本文对影响承压型高强度螺栓连接的诸因素和多栓接头承载力等分别进行了系统的论述;并对规范(GBJ17-88)进行了讨论。     

波纹钢板纵向接缝环槽铆钉连接与高强度螺栓连接受剪性能试验研究

与高强度螺栓连接相比,环槽铆钉连接具有预紧力不易损失、耐久性好等优势,具有替代高强度螺栓用于波纹钢板纵向接缝的可行性。为便于实际工程应用,需要对其受剪性能进行研究。以波形、板厚与连接件个数为参数设计了6组36个波纹钢板纵向接缝的轴压试验,包括两组单波波纹钢板环槽铆钉连接接缝、两组四波波纹钢板环槽铆钉连接接缝以及两组四波波纹钢板高强度螺栓连接接缝。波纹钢板波形尺寸分别为150 mm×50 mm、380 mm×140 mm,板厚分别为6、7 mm和8 mm。同时考虑波形和铆钉直径的影响,对四种连接形式的32个环槽铆钉进行了预紧力试验。主要从预紧力和受剪承载力两方面对两种连接形式进行了对比,并研究了钉群效应对于环槽铆钉连接纵向接缝承载力的影响。结果表明：强度等级相同的环槽铆钉预紧力明显高于高强度螺栓预紧力,环槽铆钉接缝在试验加载过程中未出现类似于高强度螺栓接缝的预紧力损失、连接松动现象,前者具有更大的受剪承载力和更好的延性。按JGJ 99—2015《高层民用建筑钢结构技术规程》计算波纹钢板环槽铆钉连接纵向接缝承载力偏于保守。考虑钉群效应的影响,建议采用JGJ 99—2015计算孔壁承压承载力...