留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

钢管束组合剪力墙端板节点单边高强螺栓连接性能研究

陈群 王燕 安琦

陈群, 王燕, 安琦. 钢管束组合剪力墙端板节点单边高强螺栓连接性能研究[J]. 钢结构(中英文), 2023, 38(8): 22-33. doi: 10.13206/j.gjgS23031901
引用本文: 陈群, 王燕, 安琦. 钢管束组合剪力墙端板节点单边高强螺栓连接性能研究[J]. 钢结构(中英文), 2023, 38(8): 22-33. doi: 10.13206/j.gjgS23031901
Qun Chen, Yan Wang, Qi An. Study on Single Side High Strength Bolt Connection Performance of Steel Pipe Bundle Composite Shear Wall Endplate Joints[J]. STEEL CONSTRUCTION(Chinese & English), 2023, 38(8): 22-33. doi: 10.13206/j.gjgS23031901
Citation: Qun Chen, Yan Wang, Qi An. Study on Single Side High Strength Bolt Connection Performance of Steel Pipe Bundle Composite Shear Wall Endplate Joints[J]. STEEL CONSTRUCTION(Chinese & English), 2023, 38(8): 22-33. doi: 10.13206/j.gjgS23031901

钢管束组合剪力墙端板节点单边高强螺栓连接性能研究

doi: 10.13206/j.gjgS23031901
基金项目: 

中国博士后科学基金项目(2018M642631)

国家自然科学基金项目(52078258)

详细信息
    作者简介:

    陈群,男,1997年出生,硕士研究生

    通讯作者:

    王燕,女,1957年出生,博士,教授,yanwang2010803@163.com。

Study on Single Side High Strength Bolt Connection Performance of Steel Pipe Bundle Composite Shear Wall Endplate Joints

  • 摘要: 为对钢管束单边高强螺栓连接的极限承载力和破坏模式进行研究,对钢管束单边高强螺栓连接进行单调拉拔试验和有限元数值模拟,分析了端板厚度和钢管束厚度对连接承载力和破坏模式的影响,并基于试验结果和有限元参数化分析结果,推导了钢管束单边高强螺栓连接的初始抗拉刚度理论公式。首先,通过改变钢管束单边高强螺栓连接的端板厚度、钢管束厚度以及螺栓种类共设计制作了5个钢管束单边高强螺栓连接试件进行单调拉拔试验。为使试验结果偏于安全,试件未填充混凝土,即不考虑混凝土的有利作用;其次,对钢管束单边高强螺栓连接进行有限元数值模拟,并将有限元模拟结果与试验结果对照,以验证有限元建模方法的正确性,同时采用相同的建模方法对钢管束单边高强螺栓连接进行参数化分析,进一步探究钢管束厚度和端板厚度变化对钢管束单边高强螺栓连接力学性能的影响;最后根据试验结果和有限元参数化分析结果采用组件法推导出了钢管束单边高强螺栓连接的初始抗拉刚度公式,并将理论数据与有限元模拟结果进行比较,对公式的准确性进行验证。研究结果表明:钢管束单边高强螺栓连接的破坏模式为钢管束鼓曲,螺栓孔产生塑性变形,单边高强螺栓外套管发生弯折导致单边高强螺栓被拔出,与钢管束普通高强螺栓连接螺栓孔被拉断的破坏模式不同;增加钢管束的厚度可以显著提高钢管束单边高强螺栓连接的承载力和初始抗拉刚度;单边高强螺栓连接虽然承载力和塑性变形能力较普通高强螺栓连接低,但在安装时无需预留安装手孔,避免了焊接施工对冷弯薄壁型钢受力性能的不利影响;有限元数值模拟结果与试验结果具有一致性,证明有限元模型建模方法可靠,且参数化分析结果进一步表明了钢管束单边高强螺栓的力学性能主要受钢管束厚度控制,受端板厚度影响较小;通过组件法推导出的钢管束单边高强螺栓连接初始抗拉刚度公式得出的理论刚度与有限元参数分析结果的吻合程度良好,证明钢管束单边高强螺栓初始抗拉刚度公式具有较好的可靠性。
  • [1] 李砚波,曹晟,陈志华,等钢管束混凝土组合墙-梁翼缘加强型节点抗震性能试验[J].天津大学学报(自然科学与工程技术版),2016,49(增刊1):41-47.
    [2] 于洪冉,王燕,安琦.钢管束组合剪力墙结构锚固装配式墙-梁连接节点抗震性能分析[J].工业建筑,2021,51(6):84-94.
    [3] 周波,刘康平,周枭.一种钢结构互锁式单边螺栓:202222244082.7[P].2022-08-25.
    [4] Wang Z Y,Tizani W,Wang Q Y.Strength and initial stiffness of a blind-bolt connection based on the T-stub model[J].Engineering Structures,2010,32(9) :2505-2517.
    [5] Patel V I,Uy B,Pathirana S W,et al.Finite element analysis of demountable steel-concrete composite beams under static loading[J].Advance Steel Construction,2018,14(3):392-411.
    [6] 李国强,段炼,陆烨,等.H型钢梁与矩形钢管柱端板单向螺栓连接节点初始转动刚度性能[J].同济大学学报(自然科学版),2018,46(5):565-573.
    [7] 李国强,段炼,陆烨,等.H型钢梁与矩形钢管柱平齐端板单向螺栓节点承载力性能[J].同济大学学报(自然科学版),2018,46(2):162-169.
    [8] 蒋蕴涵,李国强,陈琛,等.自锁式单向高强螺栓预拉力与扭矩关系的试验研究[J].建筑钢结构进展,2022,24(10):36-43.
    [9] 同济大学.STUCK-BOM 自锁式单向螺栓技术应用[EB/OL].(2014-04-16)[2022-08-23].https://wenku.baidu.con//view/bca67950-55270722192ef7ee.html.
    [10] 中华人民共和国住房和城乡建设部.钢结构高强度螺栓连接技术规程:JGJ 82—2011[S].北京:中国计划出版社,2011.
    [11] 殷晓三.无明显屈服特征构件屈服点的确定与评价[J].地震工程与工程振动,2019,39(3):143-150.
    [12] 汤镇州.方钢管混凝土柱-型钢梁单边高强螺栓平端板节点的性能研究[D].广州:华南理工大学,2018.
    [13] 李国强,张杰华.钢结构用自锁式单向螺栓抗拉刚度分析模型[J].建筑科学与工程学报,2018,35(2):1-7.
    [14] 王振宇,张劲帆,方成,等.半刚性节点初始刚度的组件式计算模型[J].浙江大学学报(工学版),2012,46(11):1998-2006.
    [15] European Committee for Standardization.Eruocode 3:design of steel strctures part 1-8:design of joints:EN1993-1-8[S].Brussels:European Committee for Standardization,1993.
    [16] 沈蒲生.混凝土结构设计原理[M].北京:中国计划出版社,2003.
    [17] 李黎明,陈以一,李宁,等.外套管式梁柱节点初始刚度的理论计算模型[J].华中科技大学学报(城市科学版),2009,26(3):29-32.
    [18] 姚开明.方钢管柱H型钢梁外套板式节点性能研究[D].天津:天津大学,2008.
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  48
  • HTML全文浏览量:  16
  • PDF下载量:  3
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2023-03-19

目录

    /

    返回文章
    返回