高强度螺栓外伸端板连接有限元模拟方法研究

高强度螺栓外伸端板连接节点可用不同的有限元方法进行模拟.对典型高强度螺栓外伸端板连接的ANSYS有限元模拟方法进行了比较研究,分别建立了T型件简单模型和复杂实例进行有限元分析,通过对比有限元单元数量、建模难易程度以及计算耗时等,分析了各种有限元模拟方法的特点.通过有限元结果与试验结果的比较,给出了一种建议的模拟方法.研究结果表明,直接粘贴方法虽然具有建模简单的优点,但是该方法由于过分放大了连接板系统的强度和刚度,因而基于该方法获得的应力和位移都比实际情况小;耦合螺孔节点方法虽然能比较接近的模拟连接节点受力性能,但该方法的最大问题是耦合节点处的应力和位移会发生畸变,与实际情况不符;预拉力加接触方法虽然建模较复杂,但计算结果最为合理,与实际连接节点受力情况吻合较好.     

高强螺栓外伸端板连接受力性能分析

分析高强螺栓外伸端板连接中,端板厚度、螺栓直径、节点域加劲肋、端板加劲肋等对高强螺栓拉力分布和承载力的影响.分析结果表明:1)随着外伸端板厚度增加,高强螺栓受到的拉力减小,当端板厚度较薄时,由于板件变形产生的附加撬力使高强螺栓受到的拉力增大,进一步证明了高强螺栓受拉连接中撬力的存在以及对其产生的不利影响;2)外伸端板受...     

外伸式端板螺栓连接中的撬力分析

采用考虑接触问题的有限单元法对外伸式端板螺栓连接中普遍存在的撬力问题作分析,重点探讨端板接触面中挤压力的大小、分布规律以及影响撬力的主要因素。结合工程应用提出了减小撬力作用和考虑撬力影响的设计建议和方法。     

论高强度螺栓连接的分类和抗拉连接的计算

高强度螺栓连接分为摩擦型和承压型两类,是依照受剪螺栓连接的两种不同极限状态划分的。《钢结构设计规范》(GB 50017—2003)(简称03规范)不恰当地把受拉螺栓连接也纳入这两种分类,造成混乱。对此进行讨论,并提出改变分类的建议。受拉螺栓连接中螺栓通常要承受撬力。03规范不直接计算撬力,而是采用降低螺栓抗拉承载力设计值的方法,计算不够精确。《钢结构高强度螺栓连接技术规程》(JGJ 82-2011)虽然给出撬力计算方法,但存在值得商榷之处。在分析的基础上推出撬力的简化计算公式,并提出梁、柱之间抗弯连接的计算方法。最后,还提出了提高高强度螺栓抗拉承载力设计值的建议。     

抗拉弯剪螺栓连接节点的节点端板厚度计算及思考

通过实例进行计算，说明撬力在抗拉弯剪螺栓节点设计中对端板厚度取值的影响和意义。     

外伸端板连接节点撬力分布研究

撬力是外伸端板连接节点存在的不可忽略的影响因素,其大小和分布与连接节点外伸端板和螺栓的刚度、螺栓布置等因素有关,很难准确地量测。通过变化端距、栓距和端板厚度等建立了一系列有限元模型,对外伸端板连接节点撬力分布进行了分析研究。根据计算结果拟合了撬力分布模型,并提出撬力合力作用位置计算公式。分析了端板构造变化对撬力的影响,给出了端板构造设计建议。结果表明,撬力是分布在端板外伸部分的不均匀的面荷载,提出的撬力分布模型与有限元结果吻合良好。给出的撬力合力作用位置计算公式可反映不同构造形式对撬力作用位置的影响,使得设计更加精确。给出的端板构造设计建议可有效地减小撬力影响。研究结果可为工程设计提供参考。     

外伸式端板螺栓连接节点的有限元分析

利用有限元ANSYS对外伸式端板螺栓连接节点受力性能进行了分析,从改变端板厚度和螺栓直径方面进行了节点受力性能研究,提出了钢框架结构设计节点时可按构造形式划分螺栓受力模型。     

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。     

高强度螺栓端板连接在工程中的应用

介绍了端板连接的实验结果和端板厚度的计算原理,通过工程实例,阐述了应用EXCEL表格计算端板节点详图的步骤,并对比了端板连接与焊接连接在工程造价和施工难易程度上的差别。     

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。     

高强螺栓延伸/齐平端板连接节点的有限元模拟

分析研究钢结构半刚性连接的受力性能（弯矩-转角关系）,可以采用实体有限元建立分析模型。主要介绍用C语言编写梁柱半刚性连接节点有限元模型前处理时的方法和技巧。     

Progressive Collapse Resistance of Bolted Extended End-Plate Moment Connections

When a progressive collapse occurs due to sudden column removal, the moment connections must have adequate strength and be able to bridge over the damaged     

高强度螺栓应变松弛的长时间试验监测

针对钢结构端板连接中高强度螺栓的应变松弛问题,对8个试件中的31个高强度螺栓的预拉应变进行了45h以上的长时间监测。对高强度螺栓终拧后预拉力随时间变化规律进行了对比,计算了预拉力松弛最终值,由此对钢结构端板连接中高强度螺栓预拉力及其设计值提出了建议。     

钢结构端板连接高强度螺栓应变松弛的试验研究

针对钢结构端板连接中高强度螺栓的应变松弛问题 ,对其预拉应变进行监测 ,根据试验结果 ,对高强度螺栓终拧后预拉应变随时间的变化规律进行了分析和对比 ,由此对钢结构端板连接中高强度螺栓施工中的扭矩检查提出了建议。     

Experimental and Theoretical Study on High Strength Steel Extended Endplate Connections After Fire

In order to reveal more information and better understanding on the behavior and failure mechanisms of high strength steel (HSS) extended endplate connections at ambient temperature and after fire, an experimental and theoretical study has been conducted and presented in this paper. The provisions of Eurocode 3 are verified with the test results. Because strength of bolts decreases more rapidly than that of structural steels, failure modes of endplate connections may change after fire. Hence, a series of equations are proposed to predict failure modes of endplate connections after fire. Furthermore, FE simulations which can predicate the performance of HSS extended endplate connections with reasonable accuracy are adopted to study the behaviors of the connections after cooling down from various fire temperatures and to validate the accuracy of the proposed equations. Moreover, a parametric study is carried out to explore an optimization design method. It is found that the current provisions of EC3 can justifiably predict failure modes and plastic flexural resistances of HSS extended endplate connections both at ambient temperature and cooling down from 550 °C, but it is not the case for their initial rotational stiffness and rotation capacity. In order to avoid brittle failure mode of endplate connections after fire, appropriately increasing the diameter or grade of bolts in the design is suggested. What is more, the match of steel grade and thickness of column flange and endplate as well as beam should be considered in the optimization design of beam-column endplate connections.     

双剪高强螺栓连接研究

对用3个或4个螺栓连接的受拉节点进行26组承载力试验,节点板所用钢材等级为S690。对试验进行数值模拟,研究螺栓间的剪力分布。对文献中由高强型钢制作的类似节点进行试验,并进行数值模拟。数值结果与试验数据非常吻合,以此对规范EN1993-1-8中的承载力公式进行评价。     

钢柱弱轴外伸端板连接静力试验与钢框架抗震性能

为丰富弱轴半刚性连接刚度数据库、研究端板连接节点刚度对钢框架结构抗震性能的影响规律,进行了弱轴端板连接节点的半刚性性能试验研究,得到了连接节点的弯矩-转角关系曲线,并借助有限元分析软件SAP2000对空间钢框架结构进行了抗震性能分析,得到了4个空间结构模型在多遇地震和罕遇地震下的结构时程位移曲线和层间位移角。研究表明:弱轴外伸端板连接节点刚度约为相同尺寸节点强轴方向的30%,节点变形能力较强,具有良好的耗能能力;节点刚度对结构的前三阶周期尤其是基本周期影响很大;端板连接钢框架在小震、大震下层间位移角均能满足规范要求且具有良好的抗震性能和抗连续倒塌能力。     

外伸式锚栓端板连接的设计方法

对常见的锚栓外伸式端板连接的设计问题进行研究,包括连接的6种强度失效模式、构造要求、锚栓连接体计算、端板外伸宽度和厚度的计算等。结合工程实例,进行试设计,根据设计结果给出建议。     

Experimental and Numerical Analysis on Full High Strength Steel Extended Endplate Connections in Fire

International Journal of Steel Structures - Full-scale experimental study and numerical analysis on behaviors and failure mechanisms of full high strength steel extended endplate connections in...     

端板连接半刚性节点对多层钢框架设计的影响

我国目前将端板连接按刚性节点进行设计,主要用在单层门式刚架结构中,对多层钢框架由于缺乏计算理论和方法,与实际情况相差很大,特别是对抗震性能的影响很大.针对端板连接节点,采用有限元分析的方法,利用试验和有限元计算得到的节点刚度转角曲线,将半刚性端板连接节点视为弹簧单元,通过通用有限元软件Ansys建立有限元模型进行计算分析.对比了将端板连接视为刚性和半刚性两种情况下钢框架的内力和变形,在钢框架分析和设计中,应考虑半刚性节点的影响.并给出一些在设计时考虑节点刚度的建议,希望能够对实际工程设计有所助益.