高温下高强度螺栓连续性能研究

来源 :东南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:NobelHsu
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
火灾是当今世界上严重威胁人类生命财产安全的常发性灾害之一。随着我国国民经济的快速发展,钢结构建筑大量涌现,钢结构有着众多优点,但其耐火性较差。钢结构在火灾中,构件温度迅速上升,当钢材温度达到400℃时,屈服强度降至常温下的一半;钢材温度达到600℃时,钢材基本丧失全部强度和刚度。因此当钢结构建筑在没有采取防火措施或防火措施不足的情况下,一旦发生火灾,结构极易遭到破坏甚至整体倒塌,严重威胁人民的生命财产安全。   在钢结构的设计中,节点是保证钢结构安全的重要环节,而高强度螺栓连接是钢结构节点连接的重要形式,其具有连接紧密、受力性能稳定、耐疲劳、可拆换、安装简单以及承受动力荷载时不易松动的优点。火灾中高强度螺栓连接性能直接关系到钢结构节点的受力可靠,而节点的可靠程度直接关系到钢结构建筑在火灾中的安全。在工程实践中,高强度螺栓摩擦型连接应用广泛,螺栓的预拉力值对其受力至关重要,火灾中由于高温作用,高强度螺栓预拉力值发生损失,从而造成高强度螺栓摩擦型连接抗剪承载力下降;当火灾中外力克服摩擦力后,高强度螺栓摩擦型连接转为承压传力,其极限承载力亦随着温度的升高而降低。因此,如何确定高温下及过火后的高强度螺栓连接性能至关重要,而我国在这方面的研究还不完善,试验与理论研究均不多,尚处于起步阶段。   本文研究主要针对工程实践中常用的10.9级M20扭剪型高强度螺栓进行了高温下高强度螺栓抗拉试验、高温下高强度螺栓抗剪连接恒温加载试验及不同冷却方式下高强度螺栓抗剪连接高温过火后的性能研究,揭示了高温下高强度螺栓抗拉强度和屈服强度的变化规律、高温下高强度螺栓抗剪连接滑移荷载和极限荷载的变化规律和不同冷却方式下高温过火后高强度螺栓抗剪连接滑移荷载的变化规律,并开展了相应的有限元分析,深入分析研究了高强度螺栓抗剪连接的各种破坏状态;在试验和有限元分析的基础上,对《钢结构设计规范》(GB50017-2003)中高强度螺栓摩擦型连接抗剪承载力计算公式和《建筑抗震设计规范》(GB50011-2008)中单个高强度螺栓抗剪连接极限承载力计算公式提出了修改建议,为高温下的高强度螺栓连接承载力计算提供参考。   试验研究表明,高温下高强度螺栓的抗拉强度和屈服强度、高温下高强度螺栓摩擦型连接的抗剪承载力设计值和极限荷载均随着试验温度的升高而降低,通过综合各试验结果可以认为350℃为高强度螺栓连接的临界温度;高强度螺栓连接板摩擦面在高温下破坏不大,高强度螺栓摩擦型抗剪连接高温下和过火后抗剪承载力设计值的下降主要是因为高强度螺栓预拉力值的降低;高强度螺栓摩擦型连接过火后的抗剪承载力设计值随着过火温度的升高而降低,400℃可以认为是抗剪承载力降低的临界温度,相同过火温度下泼水冷却后试件的抗剪承载力较低。   通过与不同试验结果的对比发现,本文采用有限元ANSYS软件建立的分析模型能较好地模拟高温下高强度螺栓抗剪连接性能。在对高强度螺栓抗剪连接各破坏状态的深入分析的基础上,提出了对高强度螺栓抗剪连接极限承载力的计算公式修改建议以适应高温条件下的使用。  
其他文献
本文进行了5组共15个试件关于柱脚锚栓抗剪性能的试验研究,考虑了锚栓的直径、柱底板厚度和孔径与栓杆直径之差的影响。试验获得的剪力和钢柱脚混凝土界面滑移的关系曲线形状
高强度、持续的矿坑涌水对地下水流系统的影响,是许多矿山环境保护和治理工作所研究的难点之一;在矿山开发利用设计过程中,明确矿坑排水对区域地下水流系统的影响范围和程度,
随着近年来社会经济进步,房地产业随之迅猛发展,现浇钢筋混凝土剪力墙结构因其利于空间划分和使用而在我国多层和高层住宅结构体系中得到大量应用。但其自身存在着一定的缺点
我国现有建制镇19369个,村镇总人口9.38亿人。全国农村人口占人口总数的56%。村镇住宅建筑的建设发展对于整个国家的社会、经济的协调发展具有举足轻重的作用。截至2006年年
随着大跨度钢结构在近年来应用越来越广泛,对大跨度钢结构在施工过程中的若干热点问题的研究也在进一步深入。其中施工卸载足整个钢结构安装施工过程中非常重要的一步,要想确
为获得分数导数型阻尼器减震结构的随机响应及等效阻尼和等效刚度,本文所做工作归结如下:   1、分别用标准随机平均法和改进随机平均法建立单自由度减震结构平稳与非平稳随
本文以汶马高速超近接上跨赶羊沟隧道左线的排烟横洞爆破工程为研究背景,结合现场实际情况对排烟横洞爆破方案进行设计,再运用数值模拟的方法分别对两台阶法和三台阶法台阶爆破施工对既有隧道衬砌的振动响应进行分析,研究既有隧道衬砌质点振速、振动加速度、位移和应力等动态响应规律,为工程设计和施工提供理论依据与技术支持,以确保赶羊沟隧道左线衬砌安全和排烟横洞的顺利修建,并为今后其它类似超近接上跨隧道工程建设提供有
对于线性粘滞和粘弹性阻尼器减震结构的工程设计,由于地震动随机模型的合理性和实用性有待完善,目前仍普遍采用反应谱设计法,故合理的建立可直接应用反应谱法的上述减震结构的等
随着建筑业的发展,大量建筑废弃物产生,环境问题日趋严峻,加上建筑材料的短缺,建筑业的可持续发展与骨料来源的矛盾日益突出,这种情况下,再生混凝土研究应用成为了一个新的研
黄土液化的判别是工程界长期存疑的问题,现场黄土含水量较低,剪切波速较高,而实验室对其饱和,饱和过程对其土体结构影响还不确定,又由于固结比对土体刚度的影响仍然没有定论,这就导