隨著大型鋼結(jié)構(gòu)體系中高強(qiáng)度螺栓連接的廣泛應(yīng)用,對(duì)高強(qiáng)度螺栓的設(shè)計(jì)、施工提出了更高的要求。在實(shí)際工程中,因種種原因螺栓擴(kuò)孔時(shí)有發(fā)生,影響結(jié)構(gòu)的安全。國(guó)內(nèi)外針對(duì)擴(kuò)孔的研究集中于高強(qiáng)度螺栓承壓型連接和標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)孔對(duì)節(jié)點(diǎn)耗能變形的影響,對(duì)摩擦型螺栓連接擴(kuò)孔后的承載能力研究較少。本文在總結(jié)國(guó)內(nèi)外已有規(guī)范和研究成果的基礎(chǔ)上,對(duì)摩擦型高強(qiáng)度螺栓在抗剪連接中的承載能力性能以及不同擴(kuò)孔方式對(duì)其承載能力影響進(jìn)行了數(shù)值模擬計(jì)算分析。本文通過(guò)建立Ansys模型對(duì)在抗剪連接中的摩擦型高強(qiáng)度螺栓進(jìn)行模擬。探究了在不同板厚、抗滑移系數(shù)、鋼材強(qiáng)度等參數(shù)下螺栓的連接性能。計(jì)算結(jié)果顯示,除規(guī)范中定義的摩擦系數(shù)及預(yù)緊力大小對(duì)承載能力的影響外,連接板的厚度對(duì)承載能力同樣有較大影響。對(duì)于M30螺栓,在標(biāo)準(zhǔn)栓孔下中間板的板厚取值宜大于20mm,拼接板的板厚宜大于12mm。而鋼材強(qiáng)度對(duì)板件承載能力的影響較小。通過(guò)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)栓孔進(jìn)行孔型為同心圓的擴(kuò)大孔處理,探究了采用不同擴(kuò)孔面積及對(duì)不同板件進(jìn)行擴(kuò)孔時(shí)螺栓連接構(gòu)件的抗剪承載能力及預(yù)緊力松弛狀況,給出了擴(kuò)孔試件的折減設(shè)計(jì)方法。計(jì)算結(jié)果表明,擴(kuò)孔面積越大承載能力越小,預(yù)緊力松弛越多。不同板件擴(kuò)孔... 

【文章來(lái)源】：重慶交通大學(xué)重慶市

【文章頁(yè)數(shù)】：82 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

試件構(gòu)造圖

運(yùn)用有限元軟件對(duì)結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)進(jìn)行模擬，已成為結(jié)構(gòu)體系分析重要方法。近年來(lái)各國(guó)學(xué)者也針對(duì)高強(qiáng)度螺栓建立了相關(guān)有限元分析模型。Ju、Clinton[28]和R.Acet[29]運(yùn)用三維彈塑性有限元理論和剛塑性模型編寫(xiě)了有限元程序，模擬了螺栓連接的整個(gè)加載過(guò)程。Bouchair[30]、Kim[31][32]、Huang[33]和 Chung[34][35]運(yùn)用Cast3m、ABAQUS 和 ANSYS 有限元軟件建立了高強(qiáng)度螺栓連接的有限元模型。本文則在前人研究的基礎(chǔ)上采用 Ansys 建立有限元分析模型。2.3.1 單元類(lèi)型及網(wǎng)格劃分本文建立的 Ansys 摩擦型高強(qiáng)度螺栓計(jì)算模型采用 solid185 實(shí)體單元，因采用摩擦型鏈接，螺栓及螺帽用圓柱體模擬。采用預(yù)拉伸單元施加螺栓的預(yù)緊力，各個(gè)接觸面的接觸狀態(tài)用目標(biāo)單元 targe170 和接觸單元 conta174 來(lái)模擬。為了提高計(jì)算準(zhǔn)確度，模型的網(wǎng)格劃分均采用映射網(wǎng)格劃分，在關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)處的網(wǎng)格通過(guò)布爾運(yùn)算進(jìn)行細(xì)化處理以縮短計(jì)算時(shí)長(zhǎng)，其網(wǎng)格示意圖見(jiàn)圖 2.3。

圖 2- 6 10-35mm 板厚下荷載-位移曲線(xiàn)表 2. 7 板厚對(duì)折減系數(shù)的影響材級(jí)板厚（mm）極限荷載（kN）計(jì)算值中間板 拼接板值34510 7 258.9 15 10 280.3 20 12 310.1 25 15 312.3 30 17 312.1 35 20 312.8 以看出，對(duì)于 Q345 鋼，當(dāng)中間板板厚在 10mm 至 20mm荷載的影響較大，且因?yàn)楹穸鹊淖兓嚰w剛度也有較 20mm 及其以上時(shí)極限承載力變化較小，且模型整體剛度因在下個(gè)小節(jié)進(jìn)行分析。際設(shè)計(jì)中當(dāng)采用 Q345 鋼 M30 的摩擦型高強(qiáng)度螺栓時(shí)，盡0mm 拼接板 12mm 及其以上的鋼板。當(dāng)小于板厚小于 20


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