本文關鍵詞： 新型單面自緊高強螺栓 力學性能 裝配式鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點 試驗研究　出處：《東南大學》2015年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：鋼結(jié)構(gòu)住宅具有抗震性能好、施工速度快、綠色節(jié)能等優(yōu)點,符合住宅產(chǎn)業(yè)化和可持續(xù)發(fā)展的要求。隨著我國鋼產(chǎn)量日益增加,以及鋼結(jié)構(gòu)設計和安裝技術(shù)的日趨成熟,發(fā)展裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅成為我國住宅產(chǎn)業(yè)化進程中的關鍵。在鋼結(jié)構(gòu)的設計中,梁柱節(jié)點起著傳遞梁柱之間彎矩和剪力的作用,其性能優(yōu)劣直接影響到結(jié)構(gòu)的整體反應,是鋼結(jié)構(gòu)設計中的重中之重。方鋼管柱與H型鋼梁連接節(jié)點由于其優(yōu)越的受力性能,得到國內(nèi)外研究者的廣泛關注。針對目前方鋼管柱與H型鋼梁節(jié)點在實踐中施工技術(shù)和焊接質(zhì)量不能兼得以及螺栓需兩邊操作安裝等問題,為進一步豐富和完善方鋼管柱與鋼梁之間節(jié)點連接形式,本文提出一種新型單面自緊高強螺栓鋼結(jié)構(gòu)連接節(jié)點。新型單面自緊螺栓主要通過改變傳統(tǒng)的連接方式,使用特定形式的螺栓和操作方式,使其可以在一邊采用扭剪電動扳手來擰緊和固定的特殊螺栓,而無需像傳統(tǒng)螺栓一樣進行兩邊操作。通過此種單面螺栓可實現(xiàn)矩形鋼管等封閉截面柱與鋼梁的全螺栓連接。結(jié)合國內(nèi)外單邊螺栓緊固系統(tǒng)相關產(chǎn)品的開發(fā)思路和研究現(xiàn)狀以及國內(nèi)扭剪型高強螺栓的應用現(xiàn)狀,本文以扭剪型高強螺栓為基材,經(jīng)歷了新型單面自緊高強螺栓的成形過程、成形機理、傳力機理等方面的試驗探索與研究,并配以少量的ABAQUS有限元分析,最終提出了一種新型單面自緊高強螺栓。為獲取新型單面自緊高強螺栓的各項力學性能指標,分別對新型單面自緊高強螺栓進行了預緊力時變效應測試試驗、抗滑移系數(shù)測定試驗和抗剪承載力性能理論與試驗研究,并與扭剪型高強螺栓進行對比。研究成果表明：新型單面自緊高強螺栓能夠達到扭剪型高強螺栓的力學性能,并能夠符合相關規(guī)范中的力學要求。為了驗證新型單面自緊高強螺栓的工程實用性,對新型單面自緊高強螺栓與扭剪型高強螺栓外伸式端板裝配式鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點試件進行了水平加載試驗,對比研究了兩種螺栓的外伸式端板鋼結(jié)構(gòu)連接節(jié)點的彎矩-轉(zhuǎn)角關系曲線、屈服荷載、極限荷載、螺栓的受力性能、螺栓拉力的分布情況以及梁、端板、柱的應力變化和分布情況。試驗研究成果表明：新型單面自緊高強螺栓同扭剪型高強螺栓一樣可以在工程中為鋼結(jié)構(gòu)梁柱提供可靠的連接,進而驗證了新型單面自緊高強螺栓在實際工程中的適用性。
[Abstract]:Steel structure housing has the advantages of good seismic performance, fast construction speed, green energy saving and so on. It meets the requirements of housing industrialization and sustainable development. With the increasing steel output in our country, and the maturity of steel structure design and installation technology, steel structure design and installation technology is becoming more and more mature. In the design of steel structure, Liang Zhu node plays the role of transferring bending moment and shearing force between Liang Zhu, and its performance directly affects the overall response of the structure. The connection joint between square steel pipe column and H-shaped steel beam is the most important in the design of steel structure, because of its superior mechanical performance, In view of the problems that the construction technology and welding quality of square steel pipe column and H-type steel beam joint can not be obtained in practice, and the bolt needs to be operated and installed on both sides, In order to further enrich and improve the connection form between square steel pipe column and steel beam, a new type of single-side self-tightening high-strength bolted steel structure connection joint is proposed in this paper. The new single-side self-tightening bolt mainly changes the traditional connection mode. Using a particular form of bolt and operation to enable it to tighten and fix special bolts on one side with a torsional shearing electric wrench, This kind of single side bolt can be used to realize the full bolt connection between rectangular steel tube and steel beam with closed section column. Combined with the development of products related to unilateral bolt fastening system at home and abroad. And the current situation of research and application of torsional shear high strength bolts in China, In this paper, the torsional shear high strength bolt is used as the base material, the forming process, forming mechanism and force transfer mechanism of the new single-side self-tightening high-strength bolt are studied and tested, and a small amount of ABAQUS finite element analysis is used. Finally, a new type of single-side self-tightening high-strength bolt is proposed. In order to obtain the mechanical properties of the new single-side self-tightening high-strength bolt, the time-varying effect of pre-tightening force of the new single-side self-tightening high-strength bolt is tested separately. The testing of slip coefficient and the theoretical and experimental study of shear bearing capacity are compared with those of torsional shear bolt. The results show that the new single-side self-tightening high-strength bolt can achieve the mechanical properties of torsional shear high-strength bolt. In order to verify the engineering practicability of the new single-side self-tightening high-strength bolt, In this paper, horizontal loading tests are carried out on the specimens of a new type of single-side self-tightening high-strength bolt and torsional shear high-strength bolt with outstretched end-plate assembly steel structure, and the moment to angle curves of the connections of the two kinds of bolts are comparatively studied. Yield load, ultimate load, mechanical behavior of bolt, distribution of bolt tensile force, beam, end plate, The experimental results show that the new self-tightening high-strength bolt can provide reliable connection for the steel structure Liang Zhu in the same way as torsional shear high-strength bolt. Furthermore, the applicability of the new self-tightening high-strength bolt on one side in practical engineering is verified.
【學位授予單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TU391

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