考虑弯矩作用高强螺栓T型接头抗拉承载力研究

【摘要】高强螺栓是钢结构连接中一种常用的连接件，具有质量稳定、安全、高效等特点。国内外学者通过大量研究建立了高强螺栓抗拉连接受力特征的相关理论，考虑了撬力等不利因素对螺栓内力的影响，各国规范对此也都有相应的规定。由于撬力的存在，螺栓截面不可避免的出现弯矩，而研究和设计中均未体现弯矩对螺栓内力的影响。本文以此为出发点，对高强螺栓抗拉连接承载力进行了深入研究。本文以典型的T型连接接头为实验对象，对变换翼缘板厚度、螺栓孔位置、螺栓直径、螺栓强度等级等参数的4组共26个试件进行拉伸试验，探讨其对螺栓内力的影响。研究表明：随着翼缘厚度减小，螺栓中心到T形件翼缘边缘距离和螺栓中心到T形件腹板边缘距离的比值减小，螺栓直径减小，螺栓等级降低，弯曲应力占螺栓截面最大拉应力的比例呈增加状态。且外力增加到一定数值时，弯曲应力较大，不容忽视。对试验构件进行了ANSYS数值模拟分析，模拟结果和试验结果吻合较好，模拟数据可用于后续研究。有限元分析和试验研究均表明：在T型连接接头受拉连接中，螺栓截面应力是由轴向拉应力和弯曲应力叠加而成，且随外力增大弯曲应力的比例也相应增加，最大可达20%。与实验和模拟结果相比较，规范计算结果略为保守。因此，本文通过对T型受拉构件简化模型及螺栓进行受力分析，得出螺栓截面弯矩的计算式，并研究了螺栓弯矩与端板翼缘厚度、螺栓孔位置、螺栓直径、螺栓强度等级等参数的关系，提出了弯矩与相关参数关系的计算式。最后通过考虑弯曲应力的撬力控制，得到螺栓设计的计算式。
【作者】班敏；
【导师】邱建慧；
【作者基本信息】吉林大学，结构工程，2014，硕士
【关键词】撬力；高强螺栓；弯曲应力；T型接头；有限元分析方法；

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