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带高强螺栓预制综合管廊承插接头抗剪性能试验

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中国公路学报 2024年第11期37卷 210-219页

作者：张朝聂绪致刘杰庞跃魁许有俊孙晨晨王建军胡飞内蒙古科技大学土木工程学院内蒙古包头014010 内蒙古自治区高校城市地下工程研究中心内蒙古包头014010 中交一公局第六工程有限公司天津300451

纵向接头是预制综合管廊最薄弱部位,在外力和地基沉降作用下极易破坏,研究黏土地基预制综合管廊承插接头的受力性能,可为管廊接头或结构安全评价提供重要参考。以包头市新都市区地下综合管廊项目为研究背景,通过剪切模型试验探究了在剪... 详细信息

纵向接头是预制综合管廊最薄弱部位,在外力和地基沉降作用下极易破坏,研究黏土地基预制综合管廊承插接头的受力性能,可为管廊接头或结构安全评价提供重要参考。以包头市新都市区地下综合管廊项目为研究背景,通过剪切模型试验探究了在剪切作用下预制综合管廊接头破坏特征及变形规律,揭示了综合管廊接头各部件的受力特性及工作机理。研究结果表明:管廊承口最先出现水平裂缝,随着竖向加载位移的增大,承口依次出现水平裂缝-斜裂缝-径向裂缝,当加载位移达到28mm时,承口发生混凝土剥落,插口混凝土出现拉裂;接头顶板、底板向舱内变形,侧墙向外凸起,大舱室变形高于小舱室;高强螺栓应力最大提升了0.382 GPa,伸长量达到2.6 mm,螺栓在加载过程中受到拉-弯-剪共同作用;管节受力分为3个阶段,地基、接头混凝土、高强螺栓逐步参与到接头抗剪过程中,第2、第3阶段接头剪切刚度分别下降了73%和57.9%。预制综合管廊接头承口,尤其在倒角位置应进行局部加强,高强螺栓应尽早参与接头抗剪,防止承插接头提前破坏。

关键词：隧道工程预制综合管廊模型试验承插接头力学性能高强螺栓

基于超声波技术的风电高强螺栓原位检测技术研究

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机电产品开发与创新 2025年第1期38卷 196-200页

作者：贾艳伟杨中桂郑翔南李梦晗赵智垒中船海为高科技有限公司河南郑州450001 中国船舶集团有限公司第七一三研究所河南郑州450015 河南省预应力高强度栓接结构连接件工程研究中心河南郑州450015

为了研究超声波检测技术在风电高强螺栓原位检测的应用,论述了常规无损检测方法无法满足螺栓不拆卸使用要求的现状,通过引入高精度、高效率的超声波技术,结合试验分析和原位检测的方式,分别研究了高强螺栓原位缺陷检测和应力检测,相控... 详细信息

为了研究超声波检测技术在风电高强螺栓原位检测的应用,论述了常规无损检测方法无法满足螺栓不拆卸使用要求的现状,通过引入高精度、高效率的超声波技术,结合试验分析和原位检测的方式,分别研究了高强螺栓原位缺陷检测和应力检测,相控阵超声缺陷检测检出率超80%,检测位置绝对精度误差不超过4mm;经标定后,超声应力检测结果误差不超过±15%。结果证明了超声无损检测技术应用的可靠性,研究成果可适用于风电高强螺栓的损伤及应力检测,并能通过检测结果变化情况为其健康状态判定提供有力依据。

关键词：超声波技术风电高强螺栓原位检测缺陷检测应力检测

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受拉T形连接件高强螺栓受力性能研究

建筑结构学报 2016年第S1期37卷 380-387页

作者：暴伟周向前班敏邱建慧吉林大学建设工程学院吉林长春130026 长春建筑学院土木工程学院吉林长春130026

对钢结构梁柱高强螺栓连接节点的T形连接件的受拉螺栓性能进行研究。改变T形连接件端板翼缘厚度、螺栓位置、螺栓直径和强度等级,同时考虑螺栓接触力偏心,对高强螺栓连接T形连接件进行受拉试验,研究弯矩对螺栓受力性能的影响。试验结果... 详细信息

对钢结构梁柱高强螺栓连接节点的T形连接件的受拉螺栓性能进行研究。改变T形连接件端板翼缘厚度、螺栓位置、螺栓直径和强度等级,同时考虑螺栓接触力偏心,对高强螺栓连接T形连接件进行受拉试验,研究弯矩对螺栓受力性能的影响。试验结果表明:随着T形连接件端板翼缘厚度降低、螺栓直径和强度等级减小以及螺栓内、外翼缘长比值远离数值1,弯曲应力占螺栓截面最大拉应力的比值上升,截面弯矩不能被忽略。采用有限元软件进行分析,分析结果和试验结果吻合较好。弯矩作用形成的拉应力最大可达总拉应力的25%。采用最小二乘法进行拟合,简化受拉T形连接件模型,得到了螺栓的弯矩和撬力计算式,可为钢结构梁柱高强螺栓连接节点设计提供参考。

关键词： T形连接件高强螺栓受拉试验有限元分析撬力

装配式梁柱外环板高强螺栓连接节点抗弯承载力及节点刚度研究

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天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2019年第A02期52卷 75-82页

作者：王修军王燕安琦青岛理工大学土木工程学院青岛266033 青岛理工大学蓝色经济区工程建设与安全协同创新中心青岛266033

提出一种装配式梁柱外环板高强螺栓连接节点,针对节点力学性能进行了理论分析和数值模拟研究,分析节点失效破坏模式,推导节点极限抗弯承载力及节点初始转动刚度计算公式,提出装配式梁柱外环板高强螺栓连接节点弯矩-转角曲线计算方法.建... 详细信息

提出一种装配式梁柱外环板高强螺栓连接节点,针对节点力学性能进行了理论分析和数值模拟研究,分析节点失效破坏模式,推导节点极限抗弯承载力及节点初始转动刚度计算公式,提出装配式梁柱外环板高强螺栓连接节点弯矩-转角曲线计算方法.建立5个十字形节点有限元数值计算模型,运用ABAQUS有限元软件进行静力加载数值模拟,研究节点构造参数对节点力学性能影响.研究结果表明:柱宽厚比及外环板厚度对节点破坏模式有一定影响,柱宽厚比增大,节点承载力、初始转动刚度均增加,建议柱宽厚比控制在16~20;随外环板厚度增加,节点刚度有所增加,建议外环板厚度比梁翼缘厚度增加2 mm;节点弯矩-转角曲线理论计算值与数值计算值吻合较好,验证了节点弯矩-转角曲线理论计算方法的有效性.

关键词：外环板高强螺栓梁柱连接节点弯矩-转角曲线节点刚度

基于SMCS模型的高强螺栓及节点火灾全过程断裂性能模拟

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工程力学 2024年第2期41卷 56-70,159页

作者：陈桥姜健蔡文玉陈伟叶继红中国矿业大学力学与土木工程学院江苏徐州221116 海南大学土木建筑工程学院海南海口570228

高强螺栓广泛应用于钢结构节点连接,火灾高温会影响其基本材性和断裂行为,从而影响螺栓节点抗火性能甚至整体结构抗倒塌性能。基于10.9级高强螺栓火灾全过程(升温段、降温段、火灾后)单轴拉伸试验结果,结合有限元模拟,对不同温度历程和... 详细信息

高强螺栓广泛应用于钢结构节点连接,火灾高温会影响其基本材性和断裂行为,从而影响螺栓节点抗火性能甚至整体结构抗倒塌性能。基于10.9级高强螺栓火灾全过程(升温段、降温段、火灾后)单轴拉伸试验结果,结合有限元模拟,对不同温度历程和应力三轴度对应的螺栓SMCS断裂模型进行校准,并与螺栓材性试验和T-stub节点试验结果对比验证;对T-stub节点火灾全过程断裂行为进行参数分析,研究损伤准则和温度历程对节点失效模式和变形特征的影响。结果表明:校准的SMCS模型能够有效、准确地预测螺栓和节点在火灾全过程和高应力三轴度(0.3~1.2)下的受拉断裂行为,适用预测误差在12%以内;拉伸温度和峰值温度是影响高强螺栓抗断能力的主要因素,螺栓抗断能力随温度升高而提高;不同温度历程下T-stub节点可能发生翼缘板屈服断裂、翼缘板和螺栓同时屈服断裂、螺栓屈服断裂三种失效模式,且节点的变形能力(延性系数)与失效模式有关,确定钢板母材和螺栓的断裂模型是准确预测节点失效模式的关键。

关键词：火灾全过程高强螺栓 SMCS模型断裂性能 T-stub节点

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可恢复组合梁中高强螺栓连接件抗剪性能试验

中国公路学报 2023年第6期36卷 132-142页

作者：邢颖刘雁斌史才军郭琪陈庆伟太原理工大学土木工程学院山西太原030024 湖南大学土木工程学院湖南长沙410082 天津大学建筑工程学院天津300350 国网山东省电力公司经济技术研究院山东济南250021

为探究高强螺栓连接组合梁的功能可恢复性,通过更换失效螺栓对栓接组合推出试件进行了多次损伤-修复,并对滑移前钢-混凝土界面摩擦性能和滑移后螺栓杆抗剪性能展开了详细研究。以滑移失效和承载力破坏失效为临界点,共对24个推出试件开... 详细信息

为探究高强螺栓连接组合梁的功能可恢复性,通过更换失效螺栓对栓接组合推出试件进行了多次损伤-修复,并对滑移前钢-混凝土界面摩擦性能和滑移后螺栓杆抗剪性能展开了详细研究。以滑移失效和承载力破坏失效为临界点,共对24个推出试件开展了力学性能恢复测试,考虑了重装配次数、螺栓预拉力、螺栓强度、螺栓直径和螺栓孔间隙等因素的影响。最后,通过拟合得到了与螺栓预拉力相关的钢-混凝土界面摩擦因数计算公式和螺栓抗剪承载力计算公式,并提出了单个螺栓的荷载-滑移曲线实用公式,可为考虑滑移的组合梁设计提供基础。试验及分析结果表明:若混凝土板没有开裂,则更换螺栓再装配后,磨损的钢-混凝土界面摩擦性能有一定提高,螺栓抗剪承载力不会降低,可以达到原设计要求,证明螺栓连接的组合结构具有较好的可恢复性能;钢-混凝土界面摩擦因数不是定值,界面处理相同情况下,摩擦因数随螺栓预拉力的增加而非线性增大,其极值为0.53~0.56;增大螺栓直径和强度等级可以显著提高抗剪承载力和承压抗剪刚度,但混凝土板破损严重,不利于重复利用;螺栓直径小于20 mm时,螺栓与混凝土强度适配良好,可以充分发挥钢材强度;随螺栓预拉力的增加,混凝土局部压损加重,螺栓抗剪刚度减小,60~100 kN为较合适的预拉力范围。

关键词：桥梁工程抗剪性能推出试验高强螺栓可恢复性能组合梁荷载-滑移曲线

薄壁设肋方钢管混凝土柱穿心高强螺栓的抗剪性能

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华南理工大学学报（自然科学版） 2009年第12期37卷 111-117页

作者：张耀春郜京峰姚淇誉王海明哈尔滨工业大学土木工程学院黑龙江哈尔滨150090

进行了4个薄壁设肋方钢管混凝土柱非摩擦型穿心高强螺栓抗剪性能的试验研究,发现此种连接能够可靠地传递作用在螺栓上的剪力;通过对试验结果的分析,建立了穿心高强螺栓的计算模型;并根据可能出现的破坏模式,提出了穿心高强螺栓抗剪承载... 详细信息

进行了4个薄壁设肋方钢管混凝土柱非摩擦型穿心高强螺栓抗剪性能的试验研究,发现此种连接能够可靠地传递作用在螺栓上的剪力;通过对试验结果的分析,建立了穿心高强螺栓的计算模型;并根据可能出现的破坏模式,提出了穿心高强螺栓抗剪承载力的计算公式;利用该公式计算的螺栓抗剪承载力与试验值吻和较好。

关键词：方钢管混凝土柱肋高强螺栓抗剪性能

高温下(后)10.9级高强螺栓蠕变性能研究

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建筑结构学报 2023年第6期44卷 222-234页

作者：陆尧亮姜健蔡文玉陈伟叶继红中国矿业大学力学与土木工程学院江苏徐州221116 海南大学土木建筑工程学院海南海口570228

高强螺栓作为钢结构连接中重要的受力部件,应力水平高,高温下易产生蠕变,会导致连接节点发生大变形而破坏,影响整体结构抗火性能。为此,对10.9级高强螺栓在高温下和高温后的蠕变行为进行试验研究,通过DIC测量方法获得不同温度和应力水... 详细信息

高强螺栓作为钢结构连接中重要的受力部件,应力水平高,高温下易产生蠕变,会导致连接节点发生大变形而破坏,影响整体结构抗火性能。为此,对10.9级高强螺栓在高温下和高温后的蠕变行为进行试验研究,通过DIC测量方法获得不同温度和应力水平下螺栓的蠕变曲线;对破坏的10.9级高强螺栓进行电镜扫描,研究其断口微观形貌和破坏机理;基于试验数据提出了高强螺栓的高温蠕变模型,并针对T形节点抗火性能进行参数分析。研究表明:高温下高强螺栓的蠕变显著,蠕变应变与温度和应力比正相关,但高温后蠕变现象不明显;高温后高强螺栓断口呈杯口状,具有脆性沿晶断裂特征,而高温下螺栓颈缩明显,呈塑性穿晶断裂特征;Field&Field蠕变模型适用于表征高强螺栓高温蠕变性能,温度、荷载和持时是影响高强螺栓高温蠕变的主要因素,螺栓蠕变对钢节点抗火性能影响较大,不考虑蠕变影响偏不安全。

关键词：高强螺栓高温作用蠕变性能微观机制蠕变模型

高强螺栓-齿槽-灌浆套筒连接装配式L型梁-柱边节点抗震性能试验研究

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北京工业大学学报 2022年第8期48卷 830-841页

作者：丁颖楠许维炳王瑾闫晓宇陈彦江赵卓北京工业大学城市建设学部北京100124 中国建筑设计研究院有限公司北京100044 国家开放大学理工教学部北京100039

为解决建筑结构顶层L型梁-柱边节点(简称L型节点)易发生剪切破坏的问题,提出一种高强螺栓-齿槽-灌浆套筒装配式组合节点(H-C-S节点),分别设计制作将H-C-S节点设置于梁端塑性铰区外、塑性铰区内的装配式L型节点试件LS1、LS2,塑性铰区外... 详细信息

为解决建筑结构顶层L型梁-柱边节点(简称L型节点)易发生剪切破坏的问题,提出一种高强螺栓-齿槽-灌浆套筒装配式组合节点(H-C-S节点),分别设计制作将H-C-S节点设置于梁端塑性铰区外、塑性铰区内的装配式L型节点试件LS1、LS2,塑性铰区外设置齿槽-灌浆套筒装配式组合节点(C-S)的装配式L型节点试件CJ1.开展了各试件的低周往复加载试验,分别从破坏形式、荷载-位移关系、耗能能力等方面对比分析了各试件的抗震性能.结果表明:与C-S节点相比,相同设置位置的H-C-S节点可以延缓装配式L型节点的接缝张合与刚度退化进程,提升装配式L型节点的峰值荷载与耗能能力,改善梁端纵筋与混凝土间的黏结性能;将H-C-S节点设置于梁端塑性铰区内会导致梁端塑性铰区上移,造成装配式L型节点的接缝与核心区出现较为严重的损坏,并加剧装配式L型节点的接缝张合与刚度退化进程,降低装配式L型节点的峰值荷载与耗能能力.将H-C-S节点设置于梁端塑性铰区外能够更好地实现"强节点、弱构件"的设计原则,并在最大程度上保证装配式结构的整体性.H-C-S节点可用于同类装配式L型梁-柱节点中.

关键词：装配式高强螺栓顶层梁-柱边节点抗震性能塑性铰区试验研究