【摘要】：隨著工業(yè)經(jīng)濟(jì)增速發(fā)展,近年來(lái)我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)的產(chǎn)量和使用量一直保持高速增長(zhǎng),其在建設(shè)工程市場(chǎng)所占的份額越來(lái)越大、建筑類型越來(lái)越復(fù)雜,因此對(duì)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工等方面提出更高的要求。但我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)用方面還存在許多問(wèn)題和不足,最為明顯的是相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)滯后于歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家,加工工藝方面與國(guó)外有明顯差距。查閱對(duì)比規(guī)范,德國(guó)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)角鋼螺栓孔邊距和位于槽鋼腹板處的螺栓孔邊距(螺栓孔中心到肢背距離)有小于等于8t(t為角鋼肢厚、槽鋼腹板厚)的規(guī)定,而我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)角鋼、槽鋼螺栓邊距的取值還未有相關(guān)規(guī)定,僅在《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)》中給出建議設(shè)計(jì)值。目前,國(guó)內(nèi)對(duì)角鋼(槽鋼)螺栓連接受拉撕裂破壞的相關(guān)研究較少,對(duì)槽鋼螺栓連接的承載力計(jì)算方法無(wú)明確規(guī)定。為深入研究螺栓邊距對(duì)角鋼(槽鋼)螺栓連接工作性能的影響,本文設(shè)計(jì)了2組熱軋等邊角鋼螺栓連接試件和2組熱軋普通型槽鋼螺栓連接試件,對(duì)所有試件進(jìn)行靜力加載試驗(yàn);同時(shí)利用通用有限元軟件ABAQUS進(jìn)行仿真模擬,通過(guò)建立73個(gè)角鋼螺栓連接模型和39個(gè)槽鋼螺栓連接模型進(jìn)行變參數(shù)分析,主要研究?jī)?nèi)容包括:(1)對(duì)4組角鋼、槽鋼與螺栓抗剪連接試件進(jìn)行試驗(yàn)研究,得到試件的荷載-位移曲線、極限承載力、變形以及試件極限受拉破壞模式。角鋼試件中,隨螺栓邊距的增大,荷載-位移曲線在塑形階段的斜率下降明顯,表現(xiàn)為極限承載力和變形均下降;角鋼有1號(hào)螺栓孔兩側(cè)撕裂和1號(hào)螺栓孔到肢尖凈截面撕裂破2種極限破壞模式;槽鋼試件中,每組三個(gè)相同試件表現(xiàn)出相似的受力性能,驗(yàn)證了每組試驗(yàn)得到數(shù)值準(zhǔn)確性。(2)運(yùn)用有限元軟件ABAQUS對(duì)試件進(jìn)行加載模擬,利用材性試驗(yàn)的本構(gòu)關(guān)系進(jìn)行計(jì)算,得到荷載-位移曲線和試件破壞模式等,并將結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,結(jié)果表明有限元結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果吻合度較好,驗(yàn)證了角鋼(槽鋼)螺栓抗剪連接有限元模型的合理性。(3)對(duì)有限元模擬加載方式進(jìn)行修正,確定了角鋼(槽鋼)螺栓連接的應(yīng)力路徑和破壞模式;改變螺栓個(gè)數(shù)、端距、間距、試件型號(hào)等參數(shù)建立112個(gè)有限元模型,研究不同螺栓邊距對(duì)角鋼(槽鋼)螺栓連接受力性能的影響。(4)通過(guò)分析提出槽鋼螺栓連接受拉承載力設(shè)計(jì)建議公式,并將承載力計(jì)算公式值與有限元模擬值進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證建議公式的合理性;提出在計(jì)算承載力時(shí),建議螺栓端距取2d_0。(5)利用Python腳本語(yǔ)言進(jìn)行編程,簡(jiǎn)化建模過(guò)程;并對(duì)各型號(hào)角鋼(槽鋼)螺栓連接試件進(jìn)行有限元分析,得到相應(yīng)螺栓最大邊距建議取值;對(duì)相應(yīng)最大邊距取值進(jìn)行分析得到:(1)各型號(hào)熱軋角鋼螺栓最大邊距值小于等于8t(t為角鋼肢厚),(2)各型號(hào)熱軋普通型槽鋼螺栓最大邊距值小于等于8t(t為槽鋼腹板厚),(3)各型號(hào)熱軋輕型槽鋼螺栓最大邊距值小于等于10t(t為槽鋼腹板厚)。
【圖文】：

構(gòu)具有強(qiáng)度高、重量輕以及塑性韌性好等優(yōu)點(diǎn)，尤其在住宅建筑中，其、建筑重量以及施工速度等相比于混凝土結(jié)構(gòu)均有明顯的優(yōu)勢(shì)[1-5]。同提倡綠色建筑[6-9]，鋼結(jié)構(gòu)的施工與使用降低了沙、石、灰的使用量，其回收利用大部分材料，減少了建筑垃圾的排放，符合我國(guó)對(duì)綠色建筑發(fā)優(yōu)勢(shì)明顯，鋼結(jié)構(gòu)在我國(guó)得到大力發(fā)展。建國(guó)初期，雖然我國(guó)冶金行業(yè)但受到鋼產(chǎn)量的制約，鋼結(jié)構(gòu)僅應(yīng)用于重型廠房、鐵路橋梁及塔桅結(jié)構(gòu)(a)北京工人體育館 (b) 武漢長(zhǎng)江大橋

主體為圓形比賽館，屋面為鋼網(wǎng)架，跨度 110 米，采用抬吊、高空水平移位安裝。改革開放以后，我國(guó)鋼產(chǎn)量迅猛發(fā)展，從萬(wàn)噸，1996 年達(dá) 1 億噸，，到 2003 年達(dá) 2 億噸，再到 2015 年突破 4 億國(guó)鋼鐵產(chǎn)量占世界鋼鐵產(chǎn)量的 50%，鋼鐵產(chǎn)量居世界首位，我國(guó)對(duì)鋼始限制使用逐步改變?yōu)楹侠硗茝V使用，使我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)在現(xiàn)代應(yīng)用領(lǐng)域用主要包括大跨度結(jié)構(gòu)，多層高層結(jié)構(gòu)，高聳結(jié)構(gòu)，鋼混結(jié)構(gòu)等。19王大廈，高 384 米，地上 81 層，地下 3 層，總用鋼量 24500 噸；19東金茂大廈，樓高 420.5 米，地上 88 層，地下 3 層，是當(dāng)時(shí)中國(guó)大陸9 年竣工建成的廣州新電視塔，塔身主體高 454 米，天線桅桿高 146 米是中國(guó)第一高塔，世界第二高塔，僅次于東京晴空塔。(a)螺栓桿被剪斷 (b)孔壁擠壓破壞 (c)螺栓桿彎曲破壞
【學(xué)位授予單位】：廣州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TH131.3

【參考文獻(xiàn)】

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2 程睿;何井運(yùn);黃宗明;李從春;何金峰;;單角鋼螺栓連接節(jié)點(diǎn)板拉剪性能研究[J];深圳大學(xué)學(xué)報(bào)(理工版);2009年04期

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本文編號(hào)：2706656