含豎桿、斜桿的摩擦型高強(qiáng)度螺栓連接節(jié)點(diǎn)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(yùn)輸、便于安裝等優(yōu)點(diǎn)使其快速發(fā)展，并且摩擦型高強(qiáng)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(qiáng)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(qiáng)度螺栓連接大節(jié)點(diǎn)的傳力性能有重要的意義。本文利用ANSYS建立了高強(qiáng)度螺栓連接的大節(jié)點(diǎn)的整體有限元模型及局部模型，并分析了節(jié)點(diǎn)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(gè)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(jìn)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(shí)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(shí)間越早;拼接板板厚對極限滑移荷載沒有影響。
　　(5)高強(qiáng)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(diǎn)中，螺栓的缺失僅對相鄰螺栓群中靠近桿件中心交點(diǎn)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(huì)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