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岩土研究院

螺栓连接孔壁试验结果及分析

307 2021-07-07 15:26:18

试验试件采用了两个10.9 级 M27 高强度螺栓以避免螺栓发生剪切破坏,从而保证了试验只发生钢板破坏。试件的破坏模式随着钢板几何尺寸发生变化,如图 5-3所示。端距、边距和螺栓间距等几何参数会在很大程度上影响钢板的破坏模式。

试件荷载-变形曲线如图 5-4 所示。由图可见,加载初期随着荷载的增加,螺栓与孔壁接触产生的应力集中很快使板件进入塑性,荷载-位移曲线斜率发生变化。由于试验设计避免了螺栓剪切破坏,因而孔壁承压破坏和净截面拉断都表现出了很好的延性,荷载-位移曲线的非弹性段较长,其中发生净截面拉断的 B8-460-10 试件极限承载力最低,且其荷载-位移曲线有明显的下降段。

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荷载-变形曲线峰值对应的荷载取为极限承载力,对应变形取为极限变形。各试件极限承载力和变形如表5-2 所示。

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将试验结果与各国钢结构设计规范的设计方法预测值进行比较,评价各设计方法的准确性和合理性,其中设计公式中直接采用钢板的实际强度和几何参数,并且不考虑分项系数。

我国《钢结构设计规范》GB 50017—2003和英国规范 BS 5950-1∶2000不允许发生板材孔前撕裂,给出了承压强度的限值以供工程设计使用;而欧洲规范 Eurocode 3、美国规范 ANSI/AISC 360-10和澳大利亚规范 AS 4100-1998规定连接板孔壁承压强度与连接构造参数(边距、端距、螺栓间距)相关。

欧洲钢结构设计规范 Eurocode 3中规定连接板孔壁承压强度的计算采用式(5-1)。

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