門式剛架廠房半剛性梁柱節(jié)點在高強螺栓欠擰和超擰下的數(shù)值模擬分析.pdf

1、近年來，高強螺栓連接已廣泛用于鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點中，節(jié)點高強螺栓連接的施工檢驗，采用的是隨機抽查的方法。在進行施工驗收時，不合格的螺栓可能被漏檢。即使按照規(guī)范施工，高強螺栓的欠擰和超擰現(xiàn)象也是施工中經(jīng)常出現(xiàn)的問題。高強螺栓的欠擰或超擰即高強螺栓的預(yù)拉力小于或大于規(guī)范規(guī)定的預(yù)拉力取值。欠擰達不到高強螺栓預(yù)拉力的設(shè)計值，使得節(jié)點間的摩擦力小于設(shè)計值，節(jié)點間的抗剪承載力達不到設(shè)計的額定值；超擰則可能使螺栓產(chǎn)生延遲斷裂。無論欠擰或超擰，都可能給結(jié)構(gòu)帶來

2、安全隱患。
　　 本文收集了大量鋼節(jié)點的實驗數(shù)據(jù)和有關(guān)高強螺栓欠擰和超擰的文獻基礎(chǔ)上，選取門式剛架中半剛性梁柱節(jié)點中典型的外伸端板豎放連接的節(jié)點形式作為研究對象，梁與柱連接的具體構(gòu)造形式是用8個高強螺栓將焊接在梁上的端板與柱翼緣栓接在一起，并只對端板上半部分的四個螺栓中的兩個螺栓欠擰或超擰的情況模擬。欠擰時，模擬了欠擰15％、25％、35％三種情況；超擰時，模擬了超擰15％和25％兩種情況，且每次欠擰和超擰的螺栓數(shù)都是兩個。采用

3、ANSYS有限元程序進行模擬分析，本文分析在欠擰和超擰條件下，節(jié)點端板上應(yīng)力分布和變化規(guī)律，節(jié)點線彈性轉(zhuǎn)動剛度的改變，以及抗彎承載力，在此基礎(chǔ)上對節(jié)點處的螺栓驗收提出了具體的驗收方法。得出以下參考建議：
　　 1.欠擰和超擰條件下，梁腹部與端板接觸區(qū)域會產(chǎn)生很大的應(yīng)力。在端板節(jié)點設(shè)計時，應(yīng)考慮梁腹部與端部接觸區(qū)域的應(yīng)力，給出具體的構(gòu)造措施來減小由于欠擰和超擰引起的端板應(yīng)力重分布帶來的不利影響。
　　 2.高強螺栓在欠擰和

4、超擰條件下都會影響節(jié)點的線彈性轉(zhuǎn)動剛度，欠擰時剛度減小，超擰時剛度增大；欠擰和超擰對節(jié)點的極限承載力影響不大，對曲線拐點的承載力有影響。
　　 3.在施工過后階段的早期，高強螺栓的初始剛度損失是最大的，這一點提醒我們在施工驗收中對節(jié)點早期的高強螺栓檢查是非常有必要的。
　　 4.標(biāo)準(zhǔn)狀況與塑性極限情況從應(yīng)力分布形態(tài)看，應(yīng)力分布范圍比超擰時的應(yīng)力分布范圍大，可見標(biāo)準(zhǔn)情況下能較充分利用材料。
　　 5.對于抗震設(shè)防有