盲眼螺栓Hollo-bolt抗拉性能研究.pdf

1、盲眼螺栓HB用于梁柱半剛性連接節(jié)點(diǎn)的受拉區(qū)域時(shí)，節(jié)點(diǎn)會(huì)因螺栓HB的套管被剪斷或者整個(gè)螺栓體從螺栓孔被拔出而提前失效，進(jìn)而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的可靠度指標(biāo)偏低。故尚需解決盲眼螺栓Hollo-bolt的抗拉承載力較差的問題。然而，目前對(duì)盲眼螺栓HB抗拉性能的研究存在以下兩點(diǎn)不足：
　?。?）通過混凝土的粘結(jié)效應(yīng)來提高盲眼螺栓HB抗拉承載力的研究?jī)H局限于結(jié)構(gòu)層面，然而，通過考慮混凝土的粘結(jié)效應(yīng)以提高單個(gè)盲眼螺栓 HB的抗拉性能的研究還缺乏相關(guān)的研究

2、方法和試驗(yàn)數(shù)據(jù)；混凝土的粘結(jié)效應(yīng)對(duì)通過焊接錨固鋼筋改良的盲眼螺栓HB的作用機(jī)理也尚不明確；
　?。?）目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)盲眼螺栓HB T-型連接抗拉性能的研究主要集中于對(duì)傳統(tǒng)T型連接的研究，而對(duì)通過兩角鋼背對(duì)背形成的 T型連接的抗拉性能研究鮮有報(bào)道。混凝土的粘結(jié)效應(yīng)和角度厚度等變量對(duì)此類T型連接中盲眼螺栓HB的抗拉性能影響還缺乏必要的試驗(yàn)和理論研究。
　　因此，本文基于以上兩點(diǎn)研究不足，分別從構(gòu)件層次和結(jié)構(gòu)層次開展盲眼螺栓HB抗

3、拉性能研究具有重大的工程意義。本文主要工作如下：
　　第一：采用新型抗拔試驗(yàn)裝置，對(duì)各種工況下的單個(gè)盲眼螺栓 HB進(jìn)行了抗拉試驗(yàn)。試驗(yàn)變量包括螺栓類型、混凝土強(qiáng)度等級(jí)和是否考慮混凝土粘結(jié)效應(yīng)等。試驗(yàn)獲得了試件的破壞模式和荷載-位移關(guān)系曲線，主要從剛度、強(qiáng)度、延性和斷裂能四個(gè)方面考察各種工況下盲眼螺栓 HB的抗拉性能。結(jié)果表明：考慮混凝土粘結(jié)效應(yīng)的改良后盲眼螺栓HB的抗拉性能可以與同等級(jí)普通高強(qiáng)度螺栓相媲美，甚者，更為優(yōu)越；

4、　　第二：運(yùn)用有限元軟件ABAQUS建立15個(gè)螺栓軸向拉伸有限元模型。通過文獻(xiàn)試驗(yàn)結(jié)果和本文試驗(yàn)結(jié)果與有限元模擬結(jié)果進(jìn)行比較，以驗(yàn)證有限元模型的有效性。通過對(duì)比發(fā)現(xiàn)：有限元結(jié)果和試驗(yàn)結(jié)果以及文獻(xiàn)試驗(yàn)結(jié)果吻合較好，從而為后文盲眼螺栓HB三階段剛度模型提出做準(zhǔn)備；
　　第三：基于諾丁漢大學(xué)的研究，對(duì)Type A、Type B和Type C三類盲眼螺栓HB進(jìn)行機(jī)理分析；基于彈簧串并聯(lián)剛度關(guān)系，運(yùn)用組件法量化得出初始階段套管、中心螺桿、錨

5、固鋼筋和混凝土對(duì)分擔(dān)外拉力的貢獻(xiàn)作用；基于現(xiàn)有對(duì)螺栓剛度的研究，并在大量有限元分析擬合的基礎(chǔ)上，提出盲眼螺栓 HB的三線段剛度模型并驗(yàn)證其有效性。結(jié)果表明：盲眼螺栓HB三階段剛度模型可用于工程結(jié)構(gòu)的剛度預(yù)測(cè)；
　　第四：對(duì)7個(gè)通過角鋼形成的螺栓T-型連接件進(jìn)行軸向拉伸試驗(yàn)。試驗(yàn)得到了試件的破壞模式，荷載—位移關(guān)系曲線，應(yīng)變-時(shí)程曲線等數(shù)據(jù)，并初步探究了螺栓類別、鋼管柱壁的厚度、角鋼的厚度等對(duì)節(jié)點(diǎn)的剛度、承載力、延性以及耗能的作用機(jī)