螺栓端板连接方钢管柱低周疲劳性能及损伤模型研究

为研究螺栓端板连接方钢管柱的低周疲劳性能,进行了29个连接试件等幅位移循环加载试验,分析了以钢管管壁变形和螺栓塑性拉伸变形为主的两种典型破坏模式及其滞回特征,对比分析了连接的低周疲劳寿命,提出了描述该类连接构造损伤的分析模型。研究结果表明:以钢管管壁变形为主要破坏模式的试件具有一定耗能能力,而以螺栓塑性拉伸变形为主要破坏模式的试件表现出显著的承载力和刚度退化,耗能能力较低。当发生以钢管管壁变形为主的破坏时,连接件的低周疲劳寿命受构造几何参数影响较大。连接件折算应力幅与疲劳寿命的关系同GB 50017—2003《钢结构设计规范》中斜率为3的S-N曲线关系具有一定的可比性,可从偏于安全角度按7类细节类别来评价该类连接的低周疲劳寿命。针对连接件的破坏模式,采用刚度和耗能组合的损伤模型能较好地对其损伤发展过程进行预测。     

H型钢梁与矩形钢管柱外伸式端板单向螺栓连接节点承载力试验与理论研究

介绍了H型钢梁与矩形钢管柱连接节点的节点类型和单向螺栓产品及其受力性能的研究现状。通过对3种不同形式的外伸式端板单向螺栓连接节点的单调静力加载试验,得到了各试件的破坏模式和弯矩 转角曲线,研究了螺栓承载力、端板厚度、柱壁厚度对节点破坏模式的影响。〖JP2〗基于试验现象提出了用于理论计算的螺栓力分布模式。运用EN 1993-1-8的等效T形连接件法计算了由端板材料强度控制的节点受弯承载力。利用屈服线理论,基于试验现象提出了钢管柱壁的屈服线模式,通过虚功原理求解出由柱壁材料强度控制的节点受弯承载力。研究表明,螺栓、端板、柱壁间的相对强弱关系直接影响节点的破坏模式,相对较弱的部件会先于节点中其余部件发生破坏。理论计算值与试验结果相比偏保守。最后提出了H型钢梁与矩形钢管柱连接节点的设计准则。     

冷弯方钢管柱-H型钢梁外伸端板单向螺栓连接节点性能试验研究

为研究冷弯方钢管柱-H型钢梁外伸端板单向螺栓(hollo-boh)连接节点的静力性能,对3个足尺寸的边柱节点进行了静力加载试验,试验研究参数为端板厚度和柱壁厚度.通过分析试验现象得到了不同端板厚度、柱壁厚度下单向螺栓连接节点的静力性能及破坏机理等,绘制了弯矩-转角曲线,对节点核心区各组件的应力-应变曲线进行了详细的分析...     

CFST柱-钢梁单边螺栓端板连接节点极限承载力计算

作为一种新型的节点连接形式,钢管混凝土(CFST)柱-钢梁单边螺栓端板连接在力学性能上表现优异,在工程实践中使用便捷,一直是国际上研究的热点。明确节点极限承载力对预防节点发生脆性破坏起着关键作用。为探索该节点的受力机理,根据各组件的受力特性,通过建立力学模型推导了各组件的极限承载力,再经单因素分析法进行比较从而得到了最终极限承载力。将这一结果与已有试验结果进行对比,表明该极限承载力计算公式具有较好的适用性。     

钢管柱-钢梁螺纹锚固单边螺栓端板连接受力性能

在钢管柱柱壁和内置H形钢翼缘上设置带有螺纹的螺栓孔,来替代传统梁柱端板连接中高强螺栓的螺母.将高强螺栓直接拧紧在螺纹孔上,可实现钢管柱-钢梁节点的单边连接,简化安装过程.采用有限元方法研究了带有内置H形钢的螺纹锚固单边螺栓端板连接钢管柱-钢梁节点的破坏模式和承载力,并分析了钢管柱柱壁厚度、内置加强H形钢翼缘厚度和高强螺...     

基于屈服线理论分析预应力钢筋混凝土双向开洞板的极限承载力计算

根据实验构件裂缝分布形态,应用屈服线理论并考虑加强钢筋及暗梁的加强作用对无黏结预应力混凝土开洞板的承载力进行计算,并与实验值进行比较。结果表明,理论值与实验值吻合较好;考虑了加强钢筋和暗梁的作用时,板的极限承载力较不考虑加强作用时有一定幅度的提高,而设置暗梁时提高幅度更大。     

钢结构的螺栓端板连接

螺栓端板连接是钢结构中常用的一种安装连接.作者介绍了工字形截面钢构件这种连接的几种常用形式;分析了它的受力破坏状态;给出了螺栓受力、端板厚度的实用计算表达式和连接处焊缝、构件腹板的设计及计算要求.     

方钢管钢骨混凝土柱与钢梁端板螺栓连接节点恢复力模型研究

钢管钢骨混凝土柱与钢梁端板螺栓连接节点恢复力模型是描述往复荷载作用下节点弹塑性性能的基本要素,对节点抗震性能和计算机模拟具有十分重要的意义。结合试验数据,采用试验拟合法得到了无量纲化的骨架曲线、加卸载刚度退化规律以及滞回规则,并由此建立了此类新型节点的恢复力模型,为结构的弹塑性时程分析提供参考。     

端板螺栓连接的初始刚度

采用组件法推导了端板螺栓连接初始刚度的计算方法.对螺栓预拉的情况,柱翼缘和端板的初始刚度采用跨中作用一集中力的两端固接梁模型来计算.通过与已有试验数据的对比验证了文中公式的可行性与有效性.     

外伸端板高强螺栓受拉连接的计算分析

针对国内外关于外伸端板高强螺栓受拉连接的受力分析方法,研究端板刚性、弹塑性、塑性和T形件4种力学计算模型。端板刚性分析中将端板按无弯曲变形的刚性体考虑;弹塑性分析中假定受拉翼缘两侧的两排螺栓承担相同拉力,并考虑端板的部分塑性变形;塑性分析中每个螺栓的受力依赖于其本身的承载力,各排螺栓随拉力的增大依次达到屈服;T形件模型考虑端板的弹塑性变形,将受拉翼缘和螺栓简化为T形连接件。通过例题研究4种计算模型下高强螺栓受拉连接的计算方法,可为工程设计提供参考。     

超大承载力端板连接节点试验研究

在大跨或重载钢结构中,当梁柱之间需要采用螺栓连接时,如果普通构造的端板连接节点和大承载力端板连接节点不能满足承载力要求,则需要采用受拉区布置12颗或16颗螺栓的超大承载力端板连接节点。为研究该类型节点受力性能,进行4个超大承载力端板连接节点足尺试件的单调加载试验,得到各节点试件的弯矩-转角曲线,分析不同螺栓直径、端板厚度和螺栓布置形式下各节点的抗弯承载力、转动刚度和受拉区螺栓拉应变增量分布的特点。结果表明,在试验试件构造条件下超大承载力端板连接节点的弯曲失效模式为端板屈服后螺栓失效,端板厚度对节点承载力影响明显;各螺栓的拉应变增量分布不均匀,角部螺栓对节点抗弯承载力影响较小,建议在设计中移除或仅按抗剪螺栓考虑;建议节点域屈服承载力仍按照现行规范计算,该类节点的等效受拉螺栓数量取为7。     

基于屈服线理论的内隔板式方钢管混凝土柱-钢梁节点的节点局部屈服抗弯承载力计算

针对内隔板式方钢管混凝土柱-钢梁节点的节点局部屈服抗弯承载力计算的方法,探讨并分析了CECS159∶2004《矩形钢管混凝土结构技术规程》设计规定与日本Koji Morita提出的两种基于屈服线理论计算方法的特点,并将轴压作用分别引入到3种计算方法中,得到相应考虑轴压作用的改进后计算方法。为比较上述各计算方法梁柱翼缘宽度比适用范围,对梁柱翼缘宽度比进行参数分析,并利用已有试验数据进行对比。为说明轴压作用对计算精度与安全性的影响,对改进前后计算方法的计算结果与已有试验数据进行对比。对比分析结果表明:改进的采用联合屈服机制的计算方法适用于任意梁柱翼缘宽度比情况,具有计算精度高、计算偏于安全的优点,且计算方便,宜于设计应用。     

木结构齿板增强螺栓连接承载力试验研究

为研究齿板增强与螺栓数量等参数对木结构螺栓连接承载力的影响,开展了6组共36个螺栓连接试件的拉伸试验。主要分析了连接试件的破坏模式、极限荷载、初始滑移刚度和延性性能等,并将齿板增强螺栓连接试件与未增强试件进行了对比分析。试验结果表明:增强齿板可以明显减少被连接木构件的横纹劈裂破坏,木材和螺栓的受力性能得到充分发挥;齿板增强螺栓连接试件的极限荷载得到显著提高,最高幅度可达100%,增强齿板的引入可显著降低群栓效应;对于延性而言,齿板增强连接试件的延性系数均有较大提升,并且随着螺栓数量的增加,未增强螺栓连接试件的延性系数逐渐降低,而齿板增强螺栓连接试件的延性系数则呈现提高趋势;此外,齿板增强与初始滑移刚度之间并无明显的相关性。     

高强螺栓端板连接抗拉拔性能研究

为研究高强螺栓端板连接件的抗拉拔性能,试验共设计了7个外伸端板连接件试件,并对其进行静力加载试验,其中4个试件采用高强螺栓替代传统的普通螺栓连接。试验对比分析了不同方钢管壁厚、螺栓孔间距、螺栓杆径对连接件抗拉拔承载能力的影响。结果表明:改变连接件中方钢管壁厚、螺栓孔间距和螺栓杆径均可以提高端板连接件的抗拉拔承载能力,其中改变方钢管壁厚对承载力的影响最为显著。且对于5mm和8mm方钢管壁厚试件的最终破坏失效模式不同,具体表现为随着空心方钢管壁厚的逐渐增大,失效模式由钢管连接面失效转变为螺栓断裂破坏。这些研究结果为高强螺栓端板连接件的研究和应用提供了一定的理论基础。     

工字形钢梁-矩形钢管柱单向螺栓节点抗弯承载力理论计算方法

针对工字形纯钢梁和钢-混凝土组合梁分别与矩形钢管柱和矩形钢管混凝土柱采用单向螺栓(也称单边拧紧螺栓)连接形成的4种节点形式,对其在弯矩作用下的受力机理及破坏模式进行分析,讨论导致节点失效的因素。总结节点在弯矩作用下的9种失效模式,包括：单向螺栓拉断、端板受弯屈服、矩形钢管柱壁翼板受拉屈服、矩形钢管柱壁翼板受压屈服、矩形钢管柱壁腹板受压屈曲、混凝土楼板局部压溃、钢筋屈服、矩形钢管柱内混凝土局部压溃、矩形钢管柱壁腹板受压屈服,进而基于破坏模式给出节点各组件承载力的计算公式。对4种节点在不同破坏模式下的正弯矩承载力和负弯矩承载力进行分析,给出节点承载力计算公式。将节点抗弯承载力的理论计算结果与试验结果进行对比,验证理论计算方法的可靠性。     

高强螺栓端板连接钢梁-方钢管混凝土框架结构抗震性能研究

通过一榀高强螺栓端板连接的2层1跨半4∶7比例组合梁-方钢管混凝土模型框架的拟动力试验、拟静力试验和静力推覆试验,运用子结构方法,模拟了一榀10层3跨的平面框架,研究了钢管混凝土框架结构的破坏形态、位移响应、滞回特性和耗能等抗震性能。拟动力试验中,多遇烈度地震时,框架刚度降低很小;基本设计烈度地震时,框架刚度降低约13%;罕遇烈度地震时,框架刚度降低20%,框架层间位移角小于2.0%。拟静力试验中,最大层间位移角超过1.6%,部分构件出现初始局部屈曲,框架整体未出现强度退化。在静力推覆试验中,即使层间位移角超过6.0%,框架承载力仍未发生下降。高强螺栓端板连接节点能够满足抗震设计要求,在规范限定的按弹塑性设计的层间位移角限值范围内,经过合理设计的螺栓端板连接可视为刚性连接。试验结果验证采用螺栓连接的钢梁-方钢管混凝土框架具有良好的抗震性能,可在抗震设防区结构中推广使用。     

超大承载力端板连接节点螺栓施拧顺序及预拉力松弛研究

超大承载力端板连接节点共布置32颗或24颗螺栓,是一种可以应用于大跨或重载钢结构的新型节点形式。由于该节点形式的螺栓数量明显多于传统构造,节点安装时螺栓的施拧顺序以及施拧后螺栓的预拉力松弛对该节点中螺栓总体预拉力水平的影响比传统节点更为复杂。采用4种不同的施拧顺序对4个足尺超大承载力端板连接节点试件安装过程中螺栓的预拉力进行了分析,监测了施拧完成后65 h内螺栓的预拉力变化。结果表明,相关规范中规定的螺栓施工预拉力要求适用于超大承载力端板连接节点,提出了该节点螺栓施拧顺序的建议以及多螺栓接头中螺栓施工预拉力的确定方法。     

半刚性螺栓端板连接撬力作用分析及计算

撬力的存在减少了梁柱连接节点的强度,利用Ansys软件对撬柱半刚性连接的常见形式——高强度螺栓端板连接进行分析,提出了撬力分布的模型和计算撬力作用的实用方法。     

方钢管柱-H字钢梁套管加强式端板连接节点抗震性能分析

为了研究方钢管柱-工字钢梁套管加强式端板连接的抗震性能,利用大型有限元软件AN-SYS,考虑几何非线性、材料非线性和状态非线性对方钢管柱-工字钢梁套管加强式端板连接节点进行了循环荷载作用下的有限元分析,分析了端板厚度对梁柱节点滞回性能的影响及节点承载力、初始转动刚度,耗能能力和延性的影响。计算结果表明:方钢管柱-工字钢梁套管加强式端板连接具有良好的延性和耗能能力。     

不锈钢螺栓端板攻丝连接受力性能试验研究

对304D不锈钢螺栓和QN1701端板攻丝连接与传统不锈钢螺栓连接的受力性能进行对比试验,研究单向受拉、单向受剪以及拉-剪复合受力状态下连接的破坏形态、受力机理和极限承载能力。试验结果表明：单向受拉时,不锈钢螺栓端板攻丝连接的极限承载力和变形与传统连接方式基本一致,但为避免发生垫片引起的连接失效,连接件开孔不应过大,且不应使用空腔墩头螺栓;单向受剪时,即使最小厚径比为0.67时,仍能满足栓杆剪断而攻丝板牙体无明显变形的破坏形态要求,考虑到试件表面未经处理,摩擦力失效快,不适用于摩擦型连接设计;拉-剪复合受力时,攻丝端板连接形式早期滑移量明显较小,极限承载力略有降低。为此,在确保牙体无明显破坏时,3种受力状态下不锈钢螺栓端板攻丝连接在承载力方面与传统连接方式基本一致,可参考现行规范进行设计;同时在受剪和拉-剪复合受力状态时,端板攻丝连接的早期滑移量明显偏小,更适用于实际工程。