含豎桿、斜桿的摩擦型高強度螺栓連接節(jié)點受力性能研究及參數(shù)分析.pdf

1、鋼橋的跨越能力大、適于工業(yè)化制造、便于運輸、便于安裝等優(yōu)點使其快速發(fā)展，并且摩擦型高強度螺栓連接的拼接接頭廣泛應(yīng)用于鋼結(jié)構(gòu)橋梁中;但是在高強度螺栓拼接頭中螺栓折斷現(xiàn)象廣泛存在于鋼結(jié)構(gòu)橋梁中，為了保證該類橋梁的正常使用，分析含有豎桿、斜桿的高強度螺栓連接大節(jié)點的傳力性能有重要的意義。本文利用ANSYS建立了高強度螺栓連接的大節(jié)點的整體有限元模型及局部模型，并分析了節(jié)點中螺栓群的傳力比、芯板及拼接板應(yīng)力分布規(guī)律、荷載-滑移關(guān)系等，并對比分析

2、了螺栓缺失、拼接板板厚、螺栓孔徑對螺栓群傳力性能的影響，具體結(jié)論如下:
　　(1)螺栓群（含三列螺栓）中各排螺栓的傳力比沿縱向呈馬鞍型分布，第一排和最后一排螺栓的傳力比較大，中間各排螺栓的傳力比較小;含有六列螺栓的螺栓群中各排螺栓傳遞的剪力沿板橫向成W型分布;隨著螺栓排數(shù)的增加，各排螺栓的傳力比的差異性加大，但是各螺栓群中第一排螺栓的傳力比幾乎不變，中間各排螺栓的傳力比減小。
　　(2)芯板橫截面上軸向應(yīng)力沿板橫向呈波浪形分

3、布，在螺栓軸向連線上應(yīng)力較小，在行間應(yīng)力較大;拼接板在兩排螺栓之間軸向應(yīng)力沿板縱向呈波浪形分布，在螺栓中心連線上應(yīng)力較小，而在螺栓間應(yīng)力較大。拼接板在兩排螺栓之間的軸向應(yīng)力沿板橫向呈波浪形分布，在螺栓連線上應(yīng)力較小，而在螺栓行間應(yīng)力較大。
　　(3)在使用階段螺栓傳遞的剪力與外荷載呈現(xiàn)正比關(guān)系，只是每個螺栓的剪力值不相同。當(dāng)有螺栓出現(xiàn)滑移后，外荷載與螺栓傳遞的剪力之間表現(xiàn)出非線性關(guān)系，越晚出現(xiàn)滑移的螺栓非線性關(guān)系越明顯。螺栓進入局

4、部滑移階段后，同排螺栓的剪力值差別較大，故在用傳力比分析螺栓群的受力時應(yīng)考慮螺栓受力沿板寬方向的不均勻性。
　　(4)隨著拼接板厚度的增加螺栓群中各排螺栓傳遞剪力的不均勻性增加，即第一排螺栓的傳力比增加，最后一排螺栓的傳力比減小，中間各排螺栓的傳力比幾乎不改變;隨著拼接板厚度的增加，拼接接頭出現(xiàn)螺栓滑移的時間越早;拼接板板厚對極限滑移荷載沒有影響。
　　(5)高強度螺栓的壓力影響區(qū)隨著螺栓孔徑的增加而加大，壓力影響區(qū)的直徑大

5、約為螺栓孔徑的2.85倍;隨著螺栓孔徑的增加，第一排螺栓的傳力比遞減，最后一排螺栓的傳力比遞增，中間排螺栓的傳力比改變不大;拼接板與芯板之間的接觸壓應(yīng)力隨著螺栓孔徑的增加而減小。
　　(6)在大節(jié)點中，螺栓的缺失僅對相鄰螺栓群中靠近桿件中心交點的幾排螺栓的傳力比有影響，但是這種影響較小;在局部模型中螺栓的缺失僅對2倍栓距范圍內(nèi)螺栓的受力有影響;螺栓的缺失會使相應(yīng)螺栓群的初始滑移荷載下降，極限滑移荷載減小;螺栓的缺失對相鄰螺栓群的荷