自攻螺丝连接受力蒙皮体抗剪性能试验研究

受力蒙皮是考虑房屋屋面、墙面的压型钢板与框架、檩条进行可靠连接而共同工作的结构体系。本文对国内常用的V-840型压型钢板采用自攻螺丝连接的受力蒙皮体进行了抗剪试验研究,分析了不同间距自攻螺丝连接的受力蒙皮体的破坏形式及抗剪性能,并提出了不同间距布置的连接件对蒙皮体抗剪性能的影响,以及此类蒙皮体考虑蒙皮效应的条件。     

常温和高温下冷成型薄钢板抗剪连接件的性能

冷成型钢屋面板可以通过粉末冶金射钉或自攻螺钉直接与钢桁架上弦杆连接。对常温和高温下射钉和螺栓连接的剪切性能进行了试验研究和有限元分析。螺栓连接的研究中对承载能力的4个部分(包括薄钢板与螺杆间的承载能力、垫圈与薄钢板之间摩擦力、薄板与厚板之间的摩擦力、薄板倾斜的承载力)进行了定性和定量分析。射钉连接的研究表明,垫圈、射钉、薄板材和支承板之间具有较强的相互作用。在射钉推入过程中出现的隆起,将导致材料中厚钢板承载力提高,对连接的承载能力提高有积极作用。     

两边连接薄钢板剪力墙抗侧力性能研究

为了研究两边连接薄钢板剪力墙的抗侧力性能,以钢板高厚比(400、611)和高宽比(0.61、1.10、1.57)为参数,设计6个两边连接薄钢板剪力墙试件,对其进行水平低周反复荷载试验,研究试件的滞回性能、骨架曲线、承载力、耗能能力、刚度退化等性能。试验结果表明,随着钢板高厚比和高宽比的减小,试件的抗侧刚度、承载力和耗能能力明显提高,高宽比对承载力影响较大;各试件屈服时的位移角在1/200~1/160之间,极限位移角均大于1/50,位移延性系数均大于5,具有较好的延性,高宽比和高厚比对屈服位移角的影响较小。利用有限元方法对各试件进行数值分析,分析结果与试验结果吻合较好,随钢板高宽比减小,拉力带的有效宽度增加,承载力和抗侧刚度增大。     

约束浆锚搭接连接高温性能试验研究

为了研究钢筋约束浆锚搭接连接在高温下的性能,采用恒温加载方式,对36个插入式预留孔灌浆钢筋搭接连接试件进行了高温下的单向拉伸试验。钢筋直径分别为12 mm和14 mm,试验温度依次为常温、200、300、400、500、600℃等。分析了试件的破坏形态、荷载-位移曲线及荷载随温度的变化规律。结果表明:常温下,搭接长度取为1. 0倍基本锚固长度的约束浆锚搭接连接试件,钢筋拉断于连接外部,连接性能可靠;随着温度升高,由于材料性能劣化,连接件的承载力逐渐下降;相同温度下,钢筋直径较大时连接件承载力下降幅度越小;从常温至300℃时,钢筋断于试件外部; 400～600℃时,钢筋断于试件内部;试件破坏形态均为钢筋拉断,属于延性破坏。     

高强度螺栓连接抗剪性能研究

为解决试验和实体模型有限元方法在研究高强度螺栓连接抗剪性能上的局限性,寻找一种简单准确的高强度螺栓连接抗剪性能的简化模型十分必要。采用通用有限元软件ABAQUS建立高强度螺栓连接的非线性有限元模型,对单元选取、螺栓受力行为、材料本构以及接触模型等方面进行详细说明;结合典型高强度螺栓抗剪试验,验证了所建立有限元模型的准确性和适用性,对高强度螺栓连接抗剪性能进行深入探讨。通过参数分析,确定了高强度螺栓连接抗剪简化模型的3个特征点,提出了此类螺栓抗剪简化模型以及循环荷载作用下的滞回模型。实例计算分析表明：建议的抗剪简化模型以及循环荷载作用下滞回模型能准确地模拟此种连接的受力性能,其构造形式简单,计算准确,为工程分析提供依据。     

高温下混凝土界面抗剪性能研究

为研究预制装配式混凝土结构中混凝土界面在高温下的抗剪性能,分别对界面未植筋与界面植筋两类"Z"形试件进行了不同温度作用下(常温、200℃、400℃、600℃)的推出试验。对试件剪切破坏过程进行了模拟,通过双线性内聚力(Cohesive)模型分析了混凝土界面的粘结作用。结果表明:未植筋界面试件剪切破坏形式呈脆性破坏,界面植筋试件为延性破坏;随着温度的升高,混凝土界面的抗剪承载力降低,试件荷载-滑移曲线趋于平缓;采用内聚力模型可以较好地反映界面工作性能。     

混凝土组合板与冷弯薄壁型钢螺钉连接抗剪性能试验研究

通过对混凝土组合板与冷弯薄壁型钢构件采用自攻螺钉连接抗剪模型进行单调加载试验,分析了螺钉连接模型界面抗剪破坏模式、螺钉抗剪承载力以及混凝土组合板内置或不内置抗剪件对组合板粘结性能的影响。采用规范理论公式计算了单个螺钉抗剪承载力,理论计算结果与试验结果吻合较好。破坏模式表现为:螺钉抗剪破坏、混凝土与压型钢板粘结破坏、压型钢板承压或失稳破坏。混凝土与压型钢板粘结开裂前,内置抗剪件能够提高连接抗剪刚度,减小滑移;内置抗剪件的螺钉抗剪承载力比不内置抗剪件的偏低。建议混凝土和压型钢板之间内置冷弯薄壁型钢抗剪件;当混凝土与压型钢板间考虑或不考虑组合效应时,螺钉连接抗剪承载力应采用不同理论计算方法。     

高温下植筋式后锚固单锚连接抗剪性能试验研究

锚固钢板法广泛应用于钢筋混凝土结构加固改造中.作为钢板与混凝土之间协同工作的联系枢纽,植筋式后锚固连接的抗剪性能起到至关重要的作用.为了研究单锚的埋深、边距和温度对其破坏模式、抗剪承载力、抗剪刚度的影响,对20个单锚试件开展了常温和高温下的剪切试验.结果 表明,对于常温下单锚试件,边距应不小于8d,埋深不小于10d;随...     

高温下单剪螺栓连接薄钢板的试验研究(Ⅱ):瞬态试验

采用瞬态试验方法,对62根单剪螺栓连接试件进行试验研究。制作了3种不同厚度的单剪螺栓连接薄钢板。常温下,对25%,50%和75%三种荷载级别的极限荷载进行试验。采用瞬态试验方法得到的强度折减类似于恒温下的试验结果。结果显示:相对恒温试验结果,瞬态试验的结果比较保守。在瞬态试验中,研究了支座破坏、撕裂和净截面拉伸3种主要的破坏模式。在常温下,25%的破坏荷载下瞬态试验中试件的失效模式,与恒温条件下试件的失效模式一致。     

螺栓、螺钉连接铁素体不锈钢节点抗剪试验

不锈钢结构设计准则的发展要求对铁素体不锈钢节点进行更多试验。对一系列不同排列形式的螺栓和螺钉连接节点的抗剪试验进行了讨论。试验中,节点破坏形式主要有净截面失效、承压破坏和螺帽撕裂破坏。试验材料均采用厚度为0.5~4.5mm的1.4509级(AISI441)铁素体不锈钢。根据欧洲规范对设计准则进行修正时,可参考该文的研究结果。     

两边连接钢板剪力墙抗剪静力性能研究

采用ANSYS有限元程序对两边连接钢板剪力墙进行数值模拟分析。通过对单跨多层两边连接钢板剪力墙在单向荷载作用下的受力特点进行分析,提出、建立并验证等效简化计算模型;研究两边连接钢板剪力墙的受力机理和破坏模式,分析钢板高厚比λ和跨高比β对两边连接钢板剪力墙抗剪静力性能的影响,探讨框架梁的受力特点。研究结果表明:高厚比λ和跨高比β是影响两边连接钢板剪力墙抗剪静力性能的主要因素;两边连接钢板剪力墙与四边连接钢板剪力墙剪力传递方式是不同的;两边连接钢板剪力墙的钢板不对框架柱产生作用力和附加弯矩,更符合"强柱弱梁"的抗震设计理念;当采用高厚比较小的剪力墙时,两边连接钢板剪力墙对框架梁抗剪要求增大,须采取适当的构造措施,以保证框架梁不先于剪力墙破坏。     

预制柱连接部位抗剪性能试验研究

装配式混凝土框架结构具有构件加工精度高、施工速度快、节省模板材料及环境影响小等优点。预制框架柱的安全连接是装配式混凝土框架结构实现的难题,通过灌浆料将工厂预制柱连接为整体,如何保障预制柱连接部位的使用安全性是研究的重点。本文以3个装配式混凝土柱为研究对象,开展了装配式混凝土柱抗剪试验研究。试验结果表明,通过灌浆料连接可实现接缝处预制柱抗剪性能达到或接近混凝土柱自身的抗剪性能;有限元数值模拟结果与试验结果趋势一致,有限元数值模拟是准确的。     

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。     

自攻螺钉波峰连接的抗剪性能试验研究

为了满足防水要求,目前我国在蒙皮连接上广泛采用自攻螺钉在压型钢板的波峰处与构件相连的形式.通过对30个波峰连接的自攻螺钉连接件的试验研究,探索波峰连接的抗剪性能,同时比较支承构件(以下简称支承板)板厚不同对连接试件抗剪性能的影响.结果表明,支承板过薄时,对螺钉根部锚固力不足,会导致螺钉在受力过程中倾斜,使试件的抗剪承载力大大增加而刚度降低;支承板越薄,其性能对安装缺陷越敏感;当支承板达到一定厚度,其厚度的变化对试件抗剪承载力影响不大;压型钢板波高越高,试件的抗剪承载力越低;波峰连接的抗剪承载力和抗剪刚度远远低于相同条件下波谷连接的相应性能,连接的抗剪承载力的降低,将较大影响蒙皮体的整体抗剪性能,但与裸骨架相比,此种连接形式仍具有相当的受力蒙皮作用可资利用.     

非均匀升温下薄钢板的抗剪性能数值分析

薄钢板的抗剪力由三个部分组成:剪切屈曲、张力场和翼缘的作用。对前两者进行讨论研究。并已知恒定温度下钢板在高温下的抗剪力。然而,在很多实际应用中,钢板的温度分布并不统一。介绍在18个不均匀温度场的12块钢板的有限元分析。同时,提出一个可以预测非均匀升温下薄钢板的抗剪力的设计方法。这个设计方法的基本原理是减小参考温度下钢板的设计强度,参考温度一般高于平均温度,但低于钢板的最高温度。     

环形钢筋搭接连接性能试验研究

对4个环形钢筋搭接混凝土预制梁及1个一般通长钢筋预制梁进行了两点加载试验,研究了采用环形钢筋搭接的预制梁与一般通长钢筋预制梁承载力的差异,考察了在不同搭接长度下各开裂荷载、破坏荷载的差异以及构件破坏形式。试验结果表明,环形钢筋搭接预制梁在采用足够搭接长度的情况下,其构件承载性能与一般通长钢筋预制梁基本一致。     

自攻螺钉抗剪连接性能试验方法综述

随着壁厚小于2mm的高强冷弯超薄壁型钢构件已在国内开始应用,冷弯薄壁型钢自攻螺钉连接的受力性能的研究逐渐受到关注。但不同的测试方法对自攻螺钉的连接受力性能有所影响。故文中对近年来自攻螺钉连接节点的试验研究方法进行分析和总结,指出了各种试验方法的优缺点,并针对冷弯薄壁型钢自攻螺钉连接不同试验方法提出建议。     

自攻螺钉连接冷弯薄壁钢板抗剪性能研究

自攻螺钉以良好的连接性能在冷弯薄壁型钢结构住宅体系中得到应用,为获得采用自攻螺钉连接的冷弯薄壁型钢结构节点的抗剪力学性能和失效模式,文中采用厚度为2mm的冷弯薄壁钢板和ST4.8、ST6.3自攻螺钉,共设计6组18个自攻螺钉抗剪试件,通过对比试验,分析影响自攻螺钉连接冷弯薄壁型钢板抗剪性能的主要因素,结果表明自攻螺钉直径的增加和螺钉端距的变大对试验试件的抗剪性能和失效模式具有明显影响,试验为自攻螺钉在冷弯薄壁型钢结构住宅体系中广泛应用提供技术支撑。     

钢筋混凝土梁高温下抗剪性能的试验研究

通过对8根足尺钢筋混凝土梁进行恒载-升温条件下的火灾试验,分析不同边界条件、剪跨比及箍筋间距对梁高温下抗剪性能的影响,研究梁受火过程中截面混凝土的温度场、箍筋及纵筋的温度变化,梁的竖向位移、梁端水平位移及梁的最终裂缝开展形式,对比了不同参数影响下各梁的耐火极限。结果表明:剪跨比对钢筋混凝土梁高温下的抗剪性能影响显著,剪跨比越小,梁发生剪切破坏时的耐火极限越高,但破坏时的脆性特征更加明显;火灾下,随着箍筋间距的增加,梁的耐火极限降低;与常温下不同,高温下约束梁由于发生了内力重分布,其抗剪性能优于简支梁。     

冷弯薄壁型钢螺钉连接抗拔性能试验研究

为了研究钢板的材料强度、厚度以及螺钉外直径、内直径、螺纹间距、钻头处直径对冷弯薄壁型钢螺钉连接的拔出破坏模式和抗拔承载力的影响,选取板厚为0.8、1.0、1.2mm的LQ550及板厚为0.8、1.5、2.0mm的S350冷弯型钢,采用不同螺钉参数,进行了287个试件的拔出试验。结果表明：1.0mm及以上厚度板件主要发生螺纹剪切破坏,随着板厚增加,螺纹剪切破坏越明显;0.8mm厚超薄板件主要发生钉孔挤压破坏,且螺钉直径越大、板材强度越低,钉孔挤压变形越显著。螺纹间距对抗拔承载力影响较小,抗拔承载力随着螺钉外直径增加而增大,内直径增大而减小,且二者对超薄板件的影响更大。对于自钻自攻螺钉应采用内直径与钻头处直径的较大值计算抗拔承载力,螺钉钻头处直径越小承载力越大。我国GB 50018—2002《冷弯薄壁型钢结构技术规范》中抗拔承载力计算公式对于螺钉连接LQ550高强钢板偏于不安全,尤其对于0.8mm厚的超薄板件。最后,提出考虑钢板材料强度、厚度以及螺钉外直径、内直径、螺纹间距、钻头处直径的设计承载力计算式,其具有较好的适用性和可靠性。