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高强钢板组合单边螺栓抗剪性能试验

哈尔滨工程大学学报 2024年第6期45卷 1050-1057页

作者：夏瑞林段留省王耀刘昌永周天华哈尔滨工业大学土木工程学院黑龙江哈尔滨150090 长安大学建筑工程学院陕西西安710061 结构工程灾变与控制教育部重点实验室(哈尔滨工业大学) 黑龙江哈尔滨150090

为研究高强钢板组合单边螺栓抗剪承载力和破坏机理,本文对29个试件进行试验研究。钢材选用Q345B和Q460C,高强螺栓选用10.9级和12.9级2种等级和M20、M24、M27、M30、M33这5种规格。试验显示出螺杆剪断和钢板破坏2种破坏模式。结果表明:... 详细信息

为研究高强钢板组合单边螺栓抗剪承载力和破坏机理,本文对29个试件进行试验研究。钢材选用Q345B和Q460C,高强螺栓选用10.9级和12.9级2种等级和M20、M24、M27、M30、M33这5种规格。试验显示出螺杆剪断和钢板破坏2种破坏模式。结果表明:螺栓预拉力对极限抗剪承载力影响较小而对峰值位移影响较大,钢板破坏时,有预拉力试件的峰值位移比无预拉力反而增加40%。本文试验范围内,12.9级螺栓与Q460C匹配时,抗剪承载力最优,充分的发挥高强钢材的强度,与Q345B匹配时,变形能力较好;10.9级螺栓与Q460C匹配时峰值位移最小,与Q345B匹配时,抗剪承载力最低;抗剪承载力与端距呈正相关。钢板组合单边螺栓连接梁柱节点时,其端距仍可采用标准规定的最小端距进行设计计算。建议螺栓抗剪强度设计值f_(v)^(b)取螺栓最小抗拉强度f_(u)^(b)的0.40倍。

关键词：抗剪承载力钢板攻丝预拉力端距微观断口匹配度单边螺栓螺纹

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单边螺栓发展现状与展望

工程力学 2024年

作者：郝际平曲凯薛强孙晓岭徐坤方春生西安建筑科技大学土木工程学院西安建筑科技大学设计研究总院有限公司中建科工集团有限公司中建钢构股份有限公司

为了使闭口截面柱和梁之间的连接更加高效，诸多类型可实现单侧安装和单侧紧固的单边螺栓得以开发和应用，这些单边螺栓在组成、安装方式、紧固机制以及受力机理等方面各有特点。本文共对22种单边螺栓进行了调研，根据紧固机制将单边螺... 详细信息

为了使闭口截面柱和梁之间的连接更加高效，诸多类型可实现单侧安装和单侧紧固的单边螺栓得以开发和应用，这些单边螺栓在组成、安装方式、紧固机制以及受力机理等方面各有特点。本文共对22种单边螺栓进行了调研，根据紧固机制将单边螺栓分为2个大类和5个小类。对每种单边螺栓的组成、安装方式和紧固机理进行了详细的叙述，同时对部分重要单边螺栓的发展脉络和受力性能研究进行了梳理；对单边螺栓和高强度螺栓受力性能的量化对比表明目前仅有少部分单边螺栓的受力性能可以达到高强度螺栓的水平。在此基础上，对单边螺栓的发展和研究方向提出了展望，以期为单边螺栓在建筑结构领域的工程实践提供参考。

关键词：装配式钢结构单边螺栓闭口截面紧固机制力学性能环槽铆钉

复式钢管混凝土T形件单边螺栓节点承载力研究

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应用力学学报 2024年第2期41卷 340-351页

作者：张玉芬卜鸿凡高嘉岐河北工业大学土木与交通学院天津300401 天津市装配式建筑与智能建造重点实验室天津300401

T形件单边螺栓连接节点应用到复式钢管混凝土结构中可充分利用双层钢管的截面特点,传力性能好且抗震性能高。对5个节点试件进行柱端水平往复加载试验并进行了数值模拟分析,试验中T形件因加肋方式不同出现了3种变形特征,而节点整体的破... 详细信息

T形件单边螺栓连接节点应用到复式钢管混凝土结构中可充分利用双层钢管的截面特点,传力性能好且抗震性能高。对5个节点试件进行柱端水平往复加载试验并进行了数值模拟分析,试验中T形件因加肋方式不同出现了3种变形特征,而节点整体的破坏形态均为T形件屈服后钢梁塑性变形,数值模拟结果与试验结果吻合较好。根据试验和有限元结果分析了节点传力构件的受力机理,提出T形件受拉模型,分别计算T形件翼缘和加劲肋提供的抗弯承载力,从而得到节点的抗弯极限承载力计算公式,计算结果与试验结果误差较小,与数值模拟结果也十分相近。研究结果表明采用T形件受拉模型计算的节点承载力公式适用于T形件与单边螺栓强度相匹配的情况,T形件加肋形式对节点极限承载力影响最大,其次为T形件翼缘厚度,T形件腹板厚度影响很小;此外随着T形件翼缘厚度的增加节点承载力提高越来越小,故得出了单边螺栓直径与T形件翼缘厚度的最大临界值和最佳匹配值,为该节点工程应用提供理论参考和设计依据。

关键词：复式钢管混凝土 T形件单边螺栓低周往复荷载试验抗弯承载力

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单边螺栓连接中心支撑钢框架抗震性能分析

河南理工大学学报（自然科学版） 2024年第2期43卷 166-176页

作者：蔺新艳杨新宇王新武孙海粟刘欢欢 JANG Il Young 河南理工大学土木工程学院河南焦作454000 洛阳理工学院河南省新型土木工程结构国际联合实验室河南洛阳471023 武汉理工大学理学院湖北武汉430070 金乌国立工科大学土木工程学院韩国龟尾39177

目的为研究支撑-半刚接钢框架结构体系的抗震性能,方法设计了一榀由嵌套式单边螺栓与T型钢构成的半刚性梁柱节点的中心支撑钢框架,并进行了拟静力试验与有限元数值模拟,通过观测整个试验现象,分析了其滞回、承载力、刚度退化、耗能等抗... 详细信息

目的为研究支撑-半刚接钢框架结构体系的抗震性能,方法设计了一榀由嵌套式单边螺栓与T型钢构成的半刚性梁柱节点的中心支撑钢框架,并进行了拟静力试验与有限元数值模拟,通过观测整个试验现象,分析了其滞回、承载力、刚度退化、耗能等抗震指标。结果结果表明:试件破坏过程明显经历了弹性段、塑性段、破坏段三个阶段,试件破坏模式主要为支撑受压失稳破坏,塑性变形主要累积在支撑体系上,整体呈现延性破坏特征;支撑断裂后,梁柱及T型钢节点无明显塑性变形,钢框架仍具有较高的安全储备,符合“强节点、弱构件”设计原则,表明了结构具有两道抗震防线;结论支撑与半刚接钢框架协同工作使得试件具有较高的抗侧刚度抵抗水平变形,且承载力较高、滞回性能稳定、耗能能力优良;单边螺栓在试验过程中的受力性能较普通高强螺栓并无较大差别,未出现严重的预紧力松弛现象,并能高效的保持螺栓预紧力。通过有限元数值模拟分析可知,减小支撑长细比,虽能有效提高结构的抗震性能,但长细比较小会导致支撑刚度增大,加速其余构件的损坏。故应以考虑结构的延性为前提,降低支撑的长细比,才能有效提高结构的抗震性能。

关键词：中心支撑单边螺栓 T型钢半刚性连接抗震性能

钢管混凝土柱-H型钢梁单边螺栓连接节点抗震性能研究

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建筑科学 2024年第1期40卷 136-145页

作者：张建珂王新武范利丹刘欢欢布欣孙海粟刘曙河南理工大学土木工程学院河南焦作454000 河南省新型土木工程结构国际联合实验室洛阳理工学院河南洛阳471023 武汉理工大学湖北武汉430070 中建科工集团有限公司湖北武汉430010

为研究钢管混凝土柱-H型钢梁单边螺栓连接节点的受力性能和破坏机理,开展了钢管柱混凝土柱-H型钢梁单边螺栓连接节点的抗震试验。分析了此节点的滞回性能、骨架曲线、刚度、强度、耗能能力、延性变形能力等各项抗震指标,并与钢管柱-H型... 详细信息

为研究钢管混凝土柱-H型钢梁单边螺栓连接节点的受力性能和破坏机理,开展了钢管柱混凝土柱-H型钢梁单边螺栓连接节点的抗震试验。分析了此节点的滞回性能、骨架曲线、刚度、强度、耗能能力、延性变形能力等各项抗震指标,并与钢管柱-H型钢梁单边螺栓连接节点的试验数据进行对比,同时通过有限元模拟探究了改变T型钢翼缘与腹板厚度对节点的影响。分析发现:两试件的弯矩-转角滞回曲线均呈“弓”形,具有一定的捏缩现象;由于钢管与混凝土的相互作用,钢管混凝土柱-H型钢梁单边螺栓连接节点比未填充柱内混凝土的节点极限荷载提升了12.41%,初始刚度提高31.59%,节点延性性能也有所保证。试验最终均为下T型钢翼缘与腹板交界处撕裂破坏,建议适当加强T型钢强度,如适当增加T型钢腹板和翼缘厚度或设置加劲肋。参数化分析中,随着T型钢翼缘与腹板厚度的分别增加,节点承载力及初始刚度逐渐提升。

关键词：钢管混凝土 T型钢单边螺栓抗震性能拟静力试验

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单边螺栓连接钢框架抗震性能研究

工业建筑 2024年

作者：布欣刘欢欢孙海粟王新武河南省新型土木工程结构国际联合实验室洛阳理工学院土木工程学院

单边螺栓的国产化推动了力学性能优越的方钢管构件在钢结构工程中的应用。H型钢梁、方钢管柱通过T型钢连接件和单边螺栓连接技术形成新型装配式钢框架结构。为了研究这种新型钢框架结构的抗震性能，依据规范设计单层单跨的单边螺栓连接... 详细信息

单边螺栓的国产化推动了力学性能优越的方钢管构件在钢结构工程中的应用。H型钢梁、方钢管柱通过T型钢连接件和单边螺栓连接技术形成新型装配式钢框架结构。为了研究这种新型钢框架结构的抗震性能，依据规范设计单层单跨的单边螺栓连接钢框架试验模型并对其进行拟静力试验研究，同时建立精细化有限元模型进行非线性分析，根据试验结果验证有限元模型的准确性。通过研究获得单边螺栓连接钢框架的滞回性能、破坏模式，并分析钢框架的塑性发展特性、侧向刚度退化规律和框架的延性变形能力。研究成果表明：单边螺栓连接钢框架具有较好的抗震性能，能够承受一定的地震作用，研究成果可为装配式钢结构的应用提供了一定的参考和借鉴价值。

关键词：钢框架结构 T型钢连接件单边螺栓拟静力试验抗震性能

单边螺栓连接T形件-钢管节点高温下及高温后受拉性能

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浙江大学学报（工学版） 2023年第12期57卷 2489-2500页

作者：尤洋王培军孙乐乐叶继红姜健山东交通学院交通土建工程学院山东济南250357 山东大学土建与水利学院山东济南250061 哈尔滨工程大学烟台研究院山东烟台264000 中国矿业大学力学与土木工程学院江苏徐州221116

通过试验,研究螺纹锚固单边螺栓连接节点在高温下及高温后的受拉性能,并与标准高强螺栓连接节点进行比较.在高温试验中,采用恒温加载和恒载升温2种方式,研究不同温度及荷载比对节点破坏模式及承载力的影响;在高温后试验中,研究火灾阶段... 详细信息

通过试验,研究螺纹锚固单边螺栓连接节点在高温下及高温后的受拉性能,并与标准高强螺栓连接节点进行比较.在高温试验中,采用恒温加载和恒载升温2种方式,研究不同温度及荷载比对节点破坏模式及承载力的影响;在高温后试验中,研究火灾阶段的温度及荷载对节点破坏模式和承载力的影响.试验结果表明,单边螺栓连接T形件-钢管节点存在4种典型破坏模式,且高温下和高温后节点的破坏模式均不会发生改变.随着温度升高,节点承载性能下降明显,但试验节点在屈服前均未出现钢管柱壁上的螺纹破坏.在高温后试验中,节点的残余承载力与常温下基本相同,表明节点在火灾后仍具有良好的承载力.节点发生端板屈服伴随螺栓破坏时的单边螺栓性能与标准螺栓相近.根据试验结果,提出单边螺栓节点高温下的承载力计算方法,所提公式的计算结果与试验结果吻合较好.

关键词：螺纹锚固单边螺栓火灾温度高温后受力性能设计方法

单边螺栓T形钢连接梁柱节点地震损伤性能评估

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建筑钢结构进展 2023年

作者：布欣孙海粟刘欢欢王新武河南省新型土木工程结构国际联合实验室洛阳理工学院土木工程学院

为了评估单边螺栓T形钢连接梁柱节点在地震过程中的损伤情况，开展了4种不同刚度单边螺栓T形钢连接梁柱节点的拟静力试验。通过试验研究获得了单边螺栓T形钢连接梁柱节点的破坏模式、滞回性能和初始转动刚度，分析了不同刚度的T形钢连... 详细信息

为了评估单边螺栓T形钢连接梁柱节点在地震过程中的损伤情况，开展了4种不同刚度单边螺栓T形钢连接梁柱节点的拟静力试验。通过试验研究获得了单边螺栓T形钢连接梁柱节点的破坏模式、滞回性能和初始转动刚度，分析了不同刚度的T形钢连接件对梁柱节点的破坏模式、弯矩承载能力和转动刚度退化的影响。采用考虑残余变形累积损伤修正的Park-Ang损伤指数模型研究了试验中节点的损伤演化规律，结果表明：所提出的地震损伤模型能够较好地反映单边螺栓T形钢连接梁柱节点的损伤演化过程与破坏程度。

关键词：单边螺栓梁柱节点抗震性能损伤模型损伤评估

螺纹锚固单边螺栓连接节点火灾后力学性能研究

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建筑钢结构进展 2023年第11期25卷 32-42页

作者：闵凡文尤洋胡莲生冷志博耿立卓王培军中建八局第二建设有限公司济南250014 山东交通学院交通土建工程学院济南250357 山东大学土建与水利学院济南250061

螺纹锚固单边螺栓锚固于带螺纹的螺栓孔。螺纹锚固单边螺栓无需螺母,能够实现单侧安装,因此非常适用于闭口截面钢构件的连接。了解不同结构在火灾后的受力性能具有重要的工程意义,能够为受火结构的鉴定和修复提供依据。通过试验研究了... 详细信息

螺纹锚固单边螺栓锚固于带螺纹的螺栓孔。螺纹锚固单边螺栓无需螺母,能够实现单侧安装,因此非常适用于闭口截面钢构件的连接。了解不同结构在火灾后的受力性能具有重要的工程意义,能够为受火结构的鉴定和修复提供依据。通过试验研究了螺纹锚固单边螺栓连接节点在火灾后的性能,试验中采用全过程的加载方式,模拟了火灾从开始到结束的过程,并考虑了火灾发生时节点承受的荷载大小和火灾温度对于其火灾后残余力学性能的影响。试验结果表明,螺纹锚固单边螺栓连接节点共有两种破坏模式,分别为钢管壁屈服破坏和T形板翼缘屈服伴随螺栓破坏。在火灾前后节点的破坏模式不会发生改变,但增加荷载或提升火灾温度可能会导致节点在火灾过程中提前破坏。对于未在火灾过程中破坏的节点,其冷却后的承载力至少可恢复至常温屈服承载力的90%以上,以及常温极限承载力的89%以上,螺纹锚固单边螺栓节点在火灾后仍具有比较好的性能。

关键词：螺纹锚固单边螺栓高温火灾后残余承载力