發(fā)布時間：2020-06-10 18:07

【摘要】：隨著工業(yè)經(jīng)濟(jì)增速發(fā)展,近年來我國鋼結(jié)構(gòu)的產(chǎn)量和使用量一直保持高速增長,其在建設(shè)工程市場所占的份額越來越大、建筑類型越來越復(fù)雜,因此對鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計、施工等方面提出更高的要求。但我國鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)用方面還存在許多問題和不足,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)國家,加工工藝方面與國外有明顯差距。查閱對比規(guī)范,德國鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范對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,而我國鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范對角鋼、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)計手冊》中給出建議設(shè)計值。目前,國內(nèi)對角鋼(槽鋼)螺栓連接受拉撕裂破壞的相關(guān)研究較少,對槽鋼螺栓連接的承載力計算方法無明確規(guī)定。為深入研究螺栓邊距對角鋼(槽鋼)螺栓連接工作性能的影響,本文設(shè)計了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,對所有試件進(jìn)行靜力加載試驗;同時利用通用有限元軟件ABAQUS進(jìn)行仿真模擬,通過建立73個角鋼螺栓連接模型和39個槽鋼螺栓連接模型進(jìn)行變參數(shù)分析,主要研究內(nèi)容包括:(1)對4組角鋼、槽鋼與螺栓抗剪連接試件進(jìn)行試驗研究,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號螺栓孔兩側(cè)撕裂和1號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,每組三個相同試件表現(xiàn)出相似的受力性能,驗證了每組試驗得到數(shù)值準(zhǔn)確性。(2)運(yùn)用有限元軟件ABAQUS對試件進(jìn)行加載模擬,利用材性試驗的本構(gòu)關(guān)系進(jìn)行計算,得到荷載-位移曲線和試件破壞模式等,并將結(jié)果與試驗結(jié)果進(jìn)行對比,結(jié)果表明有限元結(jié)果與試驗結(jié)果吻合度較好,驗證了角鋼(槽鋼)螺栓抗剪連接有限元模型的合理性。(3)對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;改變螺栓個數(shù)、端距、間距、試件型號等參數(shù)建立112個有限元模型,研究不同螺栓邊距對角鋼(槽鋼)螺栓連接受力性能的影響。(4)通過分析提出槽鋼螺栓連接受拉承載力設(shè)計建議公式,并將承載力計算公式值與有限元模擬值進(jìn)行對比,驗證建議公式的合理性;提出在計算承載力時,建議螺栓端距取2d_0。(5)利用Python腳本語言進(jìn)行編程,簡化建模過程;并對各型號角鋼(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;對相應(yīng)最大邊距取值進(jìn)行分析得到:(1)各型號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，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[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，符合我國對綠色建筑發(fā)優(yōu)勢明顯，鋼結(jié)構(gòu)在我國得到大力發(fā)展。建國初期，雖然我國冶金行業(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，我國鋼產(chǎn)量迅猛發(fā)展，從萬噸，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，我國對鋼始限制使用逐步改變?yōu)楹侠硗茝V使用，使我國鋼結(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)時中國大陸9 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)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：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)點板拉剪性能研究[J];深圳大學(xué)學(xué)報(理工版);2009年04期

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本文編號：2706656