采用迭代平衡的方法對高強鋼結(jié)構(gòu)螺栓施加標準預(yù)緊力,并考慮高強螺栓預(yù)緊力的影響,螺絲帽與蓋板之間摩擦的影響,蓋板與翼緣或者腹板之間摩擦的影響,螺栓桿與板件孔壁之間非線性解除承壓的影響,以非線性解除承壓的影響,以非線性通用有限元軟件MSCMarc為平臺建立了考慮接觸摩擦,摩擦滑移和解除承壓的高強螺栓拼接三維非線性有限元分析模型。首先高強螺栓連接的單塊板件,并與試驗對比驗證了模型的可靠性,證實有限元模型可以較好的模擬螺栓的華裔荷載和拼接的極限荷載:然后模擬了高強螺栓梁段拼接節(jié)點,并與試驗對比證實模擬結(jié)果與試驗骨架先吻合良好。所提出方法合一較好地模擬拼接點中高強螺栓的全過程受力性能,可以用于高強螺栓拼接點的分析和計算。
鋼結(jié)構(gòu)與混凝土結(jié)構(gòu)相比具有強度高,塑性和韌性好,便于加工制作及施工快速便捷等優(yōu)勢。隨著我國鋼產(chǎn)量的不斷提高,用鋼量已不再成為制約鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展的瓶頸,鋼結(jié)構(gòu)以及鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)在我國的應(yīng)用日以廣泛。由于制作、運輸和安裝的需要,鋼結(jié)構(gòu)通常均需要在工廠制作后運到現(xiàn)場連接。在實際工程中,特別是橋梁及礦街結(jié)構(gòu)中的樓蓋體系中,高強度盧栓連接是鋼結(jié)構(gòu)及組合結(jié)構(gòu)中廣泛采用的主要連接方式,如鋼梁的拼接,梁柱節(jié)點的鏈接等。高強螺栓拼接克服了現(xiàn)場焊接施工對氣候,焊接技術(shù)要求較高,質(zhì)量較難保證美容儀產(chǎn)生脆性裂縫等缺點,施工快速,質(zhì)量可靠。
目前,國內(nèi)外對高強螺栓連接的研究多集中于半剛性節(jié)點的理論分析,試驗研究和計算方法,以及高強螺栓拼接的受力性能試驗研究和設(shè)計方法。但是,高強螺栓拼接點的全過程受力性能有限元分析方法扔不多見。
高強度螺栓拼接節(jié)點試驗較復(fù)雜,試驗中螺栓桿的預(yù)緊力以及接觸面的摩擦系數(shù)均較難以確定,因而進行大規(guī)模的螺栓拼接節(jié)點試驗即費時費力又難以保證試驗參數(shù)的準確性。而采用通用有限元程序模擬螺栓拼接節(jié)點性能則可以準確地確定試驗中的螺栓預(yù)緊力,接觸面摩擦系數(shù)等重要參數(shù),并方便進行大量的試驗參數(shù)分析。因而,借助通用有限元分析軟件,并利用已有的試驗成果建立可靠的螺栓拼接節(jié)點有限元分析模擬十分重要。