高强螺栓群不同厚度连接板的有限元分析
高强度螺栓不同拧入深度对螺栓球节点受拉承载力的影响
高强度螺栓不同拧入深度对螺栓球节点受拉承载力的影响付宜东;陈烨;毛泽亮;朱文艳;黄炳生【摘要】本文运用ABAQUS有限元软件对不同螺栓拧入深度的螺栓球节点进行了受拉承载全过程分析，与受拉螺栓球节点试验结果的对比验证了计算模型的准确性。
有限元分析结果表明：不同的螺栓拧入深度，螺栓球节点发生不同的破坏模式。
当螺栓拧入深度小于0�94d（ d为螺栓直径）时，两者相互咬合接触的螺纹发生破坏，且螺栓球节点的受拉承载力与螺栓拧入深度成正比。
当螺栓拧入深度不小于0�94d时，高强螺栓受拉断裂破坏。
通过对有限元分析结果的拟合，得到螺栓球节点受拉承载力与螺栓拧入深度的关系式。
%The enough screwing depth can ensure the safety of grid structure. In this paper, ABAQUS finite element software was used to analysis the ultimate capacity of bolt⁃sphere joint with the different depths of the bolt screwed into bolt⁃sphere. The accuracy of the finite element calculation model was proved by comparing the test results and finite element analysis. The numerical results showed that two different failure modes can be obtained when the depth of bolt screwed into bolt⁃sphere was different. When the depth of bolt screwed into bolt⁃sphere was less than 0�94 times of bolt diameter, the contact screws of the bolt and bolt⁃sphere were destroyed. The ultimate bearing capacity was proportional to the depth of bolt screwed bolt⁃sphere. When the depth of bolt screwed into bolt⁃sphere was no less than 0�94 times of bolt diameter, the high⁃strength bolts was destroyed. The relationship between bearing capacity and the depth of bolt screwed bolt⁃sphere fitted the numerical results.【期刊名称】《南京工业大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2017(039)001【总页数】6页(P106-110,119)【关键词】螺栓球节点;高强度螺栓;拧入深度;有限元分析;受拉承载力【作者】付宜东;陈烨;毛泽亮;朱文艳;黄炳生【作者单位】南京工业大学土木工程学院，江苏南京 211800;南京工业大学土木工程学院，江苏南京 211800;南京工业大学土木工程学院，江苏南京 211800;南京工业大学土木工程学院，江苏南京 211800;南京工业大学土木工程学院，江苏南京 211800【正文语种】中文【中图分类】TU391随着工业技术的进步和生活水平的提高,人们对大跨度、大空间结构建筑的需求不断增加。
高强螺栓性能表
高强螺栓性能表螺栓螺母性能表1 钢结构用高强度螺栓连接副型号、规格、性能等级类型名称性能等级规格连接副组成GB/T1228-91 钢结构用高强度大六角头螺栓10.9S8.8S M12-M30 一件螺栓；一件螺母；二件垫圈GB/T1229-91 钢结构用高强度大六角螺母GB/T1230-91 钢结构用高强度垫圈GB/T1231-91 钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件GB/T3632-1995 钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副10.9S M16-M24 一件螺栓；一件螺母；二件垫圈GB/T3633-1995 钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副技术条件2 材料类型性能等级螺纹规格选用材料螺栓10.9S M12~M24 20MntiBM27~M30 35VB8.8S M12~M16 35#M20~M24 20MnTibM27~M30 35VB螺母8H10H M12~M30 35#垫圈35~45 HRC 12~30 45#材料的化学成分材料C% Si% Mn% Ti% V% B% P% S%20MnTiB 0.17~0.24 0.17~0.37 1.30~1.60 0.04~0.10 0 0.0005~0.0035 ≤0.035 ≤0.03535VB 0.31~0.37 0.17~0.37 0.50~0.90 0 0.05~0.12 0.001~0.004 ≤0.04 ≤0.0435# 0.32~0.40 0.17~0.37 0.50~0.90 0 0 0 ≤0.035 ≤0.03545# 0.42~0.50 0.17~0.37 0.50~0.90 0 0 0 ≤0.035 ≤0.0353 机械性能3-1 螺栓机械性能材料试件机械性能性能等级抗拉力强度σbMPa 屈服度σ0.2MPa 伸长率δ5% 收缩率ψ%min10.9S 1040~1240 940 10 428.8S 830~1030 660 12 45硬度性能等级洛氏硬度HRC 维氏硬度HV30min max min max109S 33 39 312 3678.8S 24 31 249 296实物拉力载荷螺纹规格d M12 M16 M20 M22 M24 M27 M30应懒力载面积mm2 84.3 157 245 303 353 459 561拉力载荷KN 10.9S 877.7~104.5 163~195 255~304 315~376 367~438 477~569 583~696 8.8S 70.0~86.8 130~162 203~252 251~312 293~364 381~473 466~5783-2 螺母机械性能保证载荷螺纹规格D M12 M16 M20 M22 M24 M27 M30保证载荷KN 10H 87.7 163 255 315 367 477 5838H 70.0 130 203 251 293 381 466硬度性能等级洛氏硬度维氏硬度min max min max10H 98HRB 28HRC 222 2748H 85HRB 28HRC 206 2743-2 垫圈机械性能垫圈硬度为35~45 HRC (HV30 329~436)4 型式尺寸4-1 GB/T1228-91 钢结构用高强度大六角头螺栓型式尺寸螺纹规格d M12 M16 M20 M22 M24 M27 M30螺距p 1.75 2 2.5 2.5 3 3 3.5c max 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8min 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4da max 15.23 19.23 24.32 26.32 28.32 32.84 35.84ds max 12.43 16.43 20.52 22.52 24.52 27.84 30.84min 11.75 15.57 19.48 21.48 23.48 26.16 29.16dw min 19.2 24.9 31.4 33.3 38.0 42.8 46.5e min 22.78 29.56 37.29 39.55 45.20 50.85 55.37K 公称7.5 10 12.5 14 15 17 18.7max 7.95 10.75 13.40 14.90 15.90 17.90 19.75min 7.05 9.25 11.60 13.10 14.10 16.10 17.65r min 1.0 1.0 1.5 1.5 1.5 2.0 2.0s max 21 27 34 36 41 46 50min 20.16 26.16 33 35 40 45 49b L公称<45 ≥45 <55 ≥55 <65 ≥65 <70 ≥70 <75 ≥75 <80 ≥80 <85 ≥85 公称25 30 30 35 35 40 40 45 45 50 50 55 55 604-2 GB/T1229-91 钢结构用高强度大六角头螺母型式尺寸螺纹规格D M12 M16 M20 M22 M24 M27 M30螺距P 1.75 2 2.5 2.5 3 3 3.5c max 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8min 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4da max 13 17.3 21.6 23.8 25.9 29.1 32.4min 12 16 20 22 24 27 30dw min 19.2 24.9 31.4 33.3 38.0 42.8 46.5e min 22.78 29.56 37.29 39.55 45.20 50.85 55.37m max 12.3 17.1 20.7 23.6 24.2 27.6 30.7min 11.87 16.4 19.4 22.3 22.9 26.3 29.1s max 21 27 34 36 41 46 50min 20.16 26.16 33 35 40 45 494-3 GB/T1230-91 钢结构用高强度垫圈型式尺寸规格（螺纹大径）12 16 20 22 24 27 30d1 max 13.43 17.43 21.52 23.52 25.52 28.52 31.52min 13 17 21 23 25 28 31d2 max 25 33 40 42 47 52 56min 23.7 31.4 38.4 40.4 45.4 50.1 54.1s 公称3.0 4.0 4.0 5.0 5.0 5.0 5.0max 3.8 4.8 4.8 5.8 5.8 5.8 5.8min 2.5 3.5 3.5 4.5 4.5 4.5 4.5d3 max 16.03 20.03 25.12 27.12 29.12 33.64 36.64min 15.23 19.23 24.32 26.32 28.32 32.84 35.844-4 GB/T3632-1995 钢结构用扭剪型高强度螺栓型式尺寸螺纹规格d M16 M20 M22 M24螺距p 2 2.5 2.5 3da max 18.83 24.4 26.4 28.4ds max 16.43 20.52 22.52 24.52min 15.57 19.48 21.48 23.48dw min 27.9 34.5 38.5 41.5dk max 30 37 41 44K 公称10 13 14 15max 10.57 13.9 14.9 15.9min 9.25 12.1 13.1 14.1K min 12 14 15 16K" max 17 19 21 23r min 1.2 1.2 1.2 1.6db max 11.3 14.1 15.6 16.9min 11 13.8 15.3 16.6dc ≈ 12.8 16.1 17.8 19.3de ≈ 13 17 18 205 GB/T1228~1231-91 高强度大六角头螺栓连接副的扭矩系数螺纹规格M12 M16 M20 M22 M24 M27 M30P(KN) max 59 113 177 216 250 324 397min 49 93 142 177 206 265 329◆10.9S 高强度大六角头螺栓连接副的扭矩系数平均值0.11~0.150。
钢结构思考题[期末考试简答]
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钢结构的材料1．为什么能把钢材简化为理想的弹塑性材料？2．塑性和韧性的定义，两者有何区别，冷弯性能和冷作硬化对结构设计的意义是什么？3．为什么承受动力荷载的重要结构要通过刨边、扩孔等方法清除其冷加工的边缘部分？1．答：从钢材拉伸时的应力－应变曲线可以看到，钢材有较明显的弹性、屈服阶段，但当应力达屈服点后，钢材应变可达2％～3％，这样大的变形，虽然没有破坏，但结构或构件已不适于再继续承受荷载，所以忽略弹塑性阶段，而将钢材简化为理想的弹塑性材料。
2．答：塑性是指当应力超过屈服点后，能产生显著的残余变形而不立即断裂的性质；韧性是指塑性变形和断裂过程中吸收能量的能力。
韧性同塑性有关，但不完全相同，是强度和塑性的综合表现。
冷弯性能是指钢材在冷加工产生塑性变形时，对发生裂缝的抵抗能力，可检验钢材的冷加工工艺和检查钢材的内部缺陷。
钢材冷加工过程中引起的钢材硬化称为冷作硬化，冷作硬化可能使材料变脆。
3．答：钢结构冷加工时会引起钢材的局部冷作硬化，从而使材料强度提高，塑性、韧性下降，使钢材变脆。
因此，对承受动力荷载的重要结构要通过刨边、扩孔等方法清除其冷加工的边缘部分，从而防止脆性破坏。
钢结构的连接1、请说明角焊缝焊脚尺寸不应太大、太小的原因及焊缝长度不应太长、太短的原因?2、试述焊接残余应力对结构工作的影响?3、正面角焊缝和侧面角焊缝在受力上有什么不同？当作用力方向改变时，又将如何？4、对接焊和角焊缝有何区别？5、如何减小焊接应力和焊接变形？6．高强度螺栓的预拉力起什么作用？预拉力的大小与承载力之间有什么关系？7．摩擦型高强度螺栓与承压型高强度螺栓有什么区别？8．为什么要控制高强度螺栓的预拉力，其设计值是怎样确定的？9．普通螺栓和高强度螺栓在受力特性方面有什么区别？单个螺栓的抗剪承载力设计值是如何确定的？10．螺栓群在扭矩作用下，在弹性受力阶段受力最大的螺栓其内力值是在什么假定条件下求得的？1．答：焊脚尺寸太大施焊时较薄焊件容易烧穿；焊缝冷却收缩将产生较大的焊接变形；热影响区扩大容易产生脆裂。
高强螺栓抗剪连接件推出试验数值模拟
浙江交通职业技术学院学报，第22卷第1期，2021年3月Journal of Zhejiang Institute of CommunicationsVol.22 No.l, Mar.2021高强螺栓抗剪连接件推出试验数值模拟秦希，赵伟(浙江交通职业技术学院，杭州311112)摘 要：在预制混凝土板中采用可拆卸螺栓连接是缩短施工时间、优化施工工艺的方法之一。
提出一种新的螺栓连接件形式，利用ABAQUS 有限元软件对连接件推出试验进行了精细化的有限元模拟，并分析了不同参数下的荷载-滑移曲线和破坏行 为。
提出的精细化有限元数值模拟方法能够较为准确地再现高强螺栓抗剪连接件推出试验的受力性能和破坏模式。
通过有限元模拟可知，在预紧力和螺杆直径满足抗剪要求的前提下，螺栓连接件推出试验的荷载-滑移曲线受螺栓预紧力大小、混凝土板预留孔径大小的影响较大，而基本不受螺栓螺杆直径的影响。
关键词：预制；组合梁；高强螺栓；连接件；推出试验；有限元中图分类号：U443.37文献标识码：Adoi ： 10.3969/j .issn. 1671 -234X.2021.01.005文章编号：1671-234X (2021) 01 - 0022 - 061概述由混凝土板和钢梁组成的钢-混凝土组合梁已经在建筑和桥梁中得到广泛的使用。
在组合梁中，剪力连接件是保证钢梁和混凝土板之间组合作用的重要构件。
目前，常见的剪力连接件类型包括焊钉连接件、钢筋连接件、角钢连接件和螺栓连接件個1)。
对于将焊钉作为抗剪连接件的传统钢-混凝土 组合梁，一般采用现浇混凝土板，因此，现有的钢-混凝土组合结构施工方法耗时长、劳动强度大、 造价高。
此外，现场浇筑混凝土也给组合结构的质 量控制带来了困难。
同时，由于埋设在现浇混凝土板中的焊钉连接件焊接在钢梁翼缘上，使得采用焊钉连接件的传统组合结构在混凝土板拆除时产生大量的浪费和可观的能源消耗。
因此，与现浇混凝土 板相比，在预制混凝土板中采用可拆卸螺栓连接是缩短施工时间、优化施工工艺的有效方法。
螺栓连接有限元分析
1概括螺栓是机载设施设计中常用的联接件之一。
其拥有构造简单 , 拆装方便 , 调整简单等长处 , 被宽泛应用于航空、航天、汽车以及各样工程构造之中。
在航空机载环境下，因为振动冲击的影响，设施常常产生较大的过载，对作为紧固件的螺栓带来强度高要求。
螺栓能否知足强度要求，关系到机载设施的稳固性和安全性。
传统力学的分析方法对螺栓进行强度校核，主假如运使劲的分解和平移原理，解力学均衡方程，借助理论和经验公式，理想化和公式化。
没有考虑到连结零件整体性、力的传达门路、零件的局部细节 ( 如应力集中、应力散布 ) 等等。
经过有限元法，整体建模，局部细化，能够填补传统力学分析的缺点。
用有限元剖析软件供给的特别单元来模拟螺栓连结，过程更方便，计算更精准，结果更靠谱。
所以，有限元在螺栓强度校核中的应用愈来愈宽泛。
2有限元模型的成立关于螺栓的模拟，有多种模拟方法，如多点拘束单元法和梁元法等。
多点拘束单元法 (MPC)即采纳特别单元 RBE2来模拟螺栓连结。
在螺栓连结处，设置此中一节点为从节点 (Dependent) ，此外一个节点为主节点 (Independent) 。
主从节点之间位移拘束关系使得从节点跟从主节点位移变化。
比率因子选为1, 使从节点和主节点位移变化协调一致，进而模拟实质工作状态下，螺栓对法兰的连结紧固作用。
梁元法模拟即采纳两节点梁单元 Beam，其能蒙受拉伸、剪切、扭转。
经过参数设置，使梁元与螺栓几何属性一致。
本文分别用算例来说明这两种方法的可行性。
几何模型如图 1 所示组合装置体，底部拘束。
两圆筒连结法兰经过 8 颗螺栓固定。
端面受结合载荷作用。
图 1 三维几何模型单元及网格抽取圆筒壁中性面建模，采纳四节点壳元 (shell)，设置壳元厚度等于实质壁厚。
法兰处的过渡圆弧处网格节点设置密一些，其余能够相对稀少。
在法兰上下两节点之间成立多点拘束单元(RBE2，算例1, 图3) 或梁元 (Beam,算例 2, 图 4) 来模拟该地点处的螺栓连结。
高强螺栓止裂法修复含裂纹钢板疲劳受力性能
第49卷第4期2021年4月同济大学学报（自然科学版）JOURNAL OF TONGJI UNIVERSITY（NATURAL SCIENCE）Vol.49No.4Apr.2021文章编号：0253⁃374X（2021）04-0476-11DOIDOI：10.11908/j.issn.0253-374x.20385论文拓展介绍第4期姜旭，等：高强螺栓止裂法修复含裂纹钢板疲劳受力性能方法等相关参数进行分析，发现合理止裂孔位大致为0.5倍的孔径，采用一种腰圆孔具有较高的止裂优势，并且采用附加孔等布置形式能有效地降低孔边应力集中系数［9-11］。
关于止裂孔工艺方面，Duprat 学者通过对普通止裂孔进行冷扩孔在孔边边缘产生残余压应力，从而降低循环应力的平均值来达到增加止裂效果的目的。
同时在冷扩孔后又置入直径稍大的栓钉来降低循环应力幅，进而再次提高疲劳剩余寿命［12］。
杜洪增等［13］在航空结构应用方面研究了铆钉填充止裂孔对构件裂纹止裂的提升作用，但提升效果有限。
传统的钻孔止裂法仅是去除应力高度集中的裂纹尖端，若在较大的应力幅下将在孔边产生新的应力集中点进而出现裂纹再扩展，无法解决根本问题，只能作为一种临时措施。
有日本学者提出了高强螺栓止裂孔法［14］，它是将螺栓施拧对止裂孔边产生挤压力，使螺栓垫板与孔边产生较大摩擦力从而减少循环荷载的应力幅，从而改善止裂效果。
Fisher ［15］在对大量足尺钢梁进行疲劳试验后尝试施以高强螺栓进行止裂，并建议当裂纹长度大于20mm 时可采用此方法。
Roeder ［16］对铆接钢梁桥的纵横梁连接处疲劳裂纹进行高强螺栓修复，结果表明该方法能有效阻止裂纹进一步扩展。
国内学者郭阿明［17］通过有限元方法分析了高强螺栓止裂法对中心裂纹钢板的止裂效果。
因此高强螺栓止裂孔法在加固钢结构疲劳裂纹具有较强的合理性和可行性。
但这些文献尚未对螺栓预紧力的效果进行分析，而且关于这种止裂技术在国内钢桥加固领域研究方面较少。
对于螺栓浅谈高强螺栓连接技术论文范例.
对于螺栓浅谈高强螺栓连接技术论文范例摘要：根据在独山子文化中心影剧院工程中的施工经历，浅谈高强螺栓连接的操作工艺、质量标准等。
关键词：高强螺栓操作工艺质量标准一、施工依据《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001《独山子文化中心影剧院管桁架工程钢结构施工图》《钢结构高强度螺栓连接的设计施工及验收规程》（JGJ82-91）二、主要机具：主要机具：扭矩扳手、手工扳手、钢丝刷、工具袋、钢尺、角尺、撬杠、扳手、千斤顶、氧气-乙炔气割工具、砂轮机、角磨机等。
三、作业条件：1、摩擦面处理：摩擦面采用喷砂、砂轮打磨等方法进行处理，摩擦面不允许有残留氧化铁皮，处理后的摩擦面可生成赤锈面后安装（一般露天存10d左右）。
采用砂轮打磨时，打磨范围不小于螺栓直径的4倍，打磨方向与受力方向垂直，打磨后的摩擦面应无明显不平。
摩擦面防止被油或油漆等污染，如污染应彻底清理干净。
2、检查螺栓孔的孔径尺寸，孔边有毛刺必须清除掉。
3、同一批号、规格的螺栓、螺母、垫圈，应配套装箱待用。
4、螺栓、螺母、垫圈均应附有质量证明书，并应符合设计要求和国家标准的规定。
5、高强螺栓入库应按规格分类存放，并防雨、防潮。
遇有螺栓、螺母不配套，螺纹损伤时，不得使用。
螺栓、螺母、垫圈有锈蚀，应抽样检查紧固轴力，满足要求后方可使用。
螺栓等不得被泥土、油污粘染，保持洁净、干燥状态。
必须按批号，同批内配套使用，不得混放、混用。
四、操作工艺1、工艺流程：作业准备→选择螺栓并配套→接头组装→安装临时螺栓→安装高强螺栓→高强螺栓紧固→检查验收2、螺栓长度的选择：大六角型高强螺栓的长度为螺栓头根部至螺栓切口处的长度。
选用螺栓的长度应为紧固连接板厚度加上一个螺母和一个垫圈的厚度，并且紧固后要露出不少于两扣螺纹的余长，连接板厚加40mm长度，本工程采用Φ24×6mm、Φ22×6mm，大六角型高强螺栓。
3、接头组装：①连接处的钢板应平整，板边、孔边无毛刺；接头处有翘曲、变形必须进行校正，并防止损伤摩擦面，保证摩擦面紧贴。
Q460高强钢螺栓抗剪连接承载性能有限元分析
Q460高强钢螺栓抗剪连接承载性能有限元分析郭宏超;皇垚华;李炎隆;刘云贺;简政【摘要】为了更好地发挥高强度钢材的承载性能,保证高强度钢材连接节点的性能和质量至关重要,本文对螺栓预拉力、连接板表面状态、钢材等级及连接板厚度等因素进行了参数分析,并与GB50017、ANSI、EC 3规范理论计算值进行了对比,讨论了不同规范的适用性.结果表明:螺栓预拉力对连接抗剪强度和变形没有影响;抗滑移系数从0.35增加到0.50,连接的变形值减小15.5％,承载力几乎没有提高;钢材屈服强度从345 MPa增加到690 MPa,承载力提高了1.58倍,而变形能力明显降低,延性变差;增加钢板厚度能显著提高连接承载能力,连接的破坏模式由钢板横向撕裂破坏发展为栓杆剪切破坏.%The performance and quality of high strength steel connection node are essential for the better application of the bearing capacity of high strength steel.In order to make a discussion of the application of different standards,the parameter analysis is made to bolt pretension force,the surface state of connecting plate,steel grade and thickness of connecting plate,compared with theoretical calculating value of standard GB500017,ANSI,EC3.The result shows that the bolt pretension force has no effect on shear strength and deformation;if the anti-slip factor increases from 0.35 to 0.50,the deformation value will decrease by15.5％,and the bearing capacity almost has no improvement.If the steel yield strength increases from 345 MPa to 690 MPa,the bearing capacity increases by 1.58 times,but the deformation capacity obviously decreases and the ductility weakens;the connection bearing capacity can beobviously improved by the increase of steel thickness,with the failure in connection caused by crosswise tear of steel plate caused by bolt shear.【期刊名称】《西安理工大学学报》【年(卷),期】2017(033)002【总页数】7页(P180-186)【关键词】高强度钢材;螺栓预拉力;摩擦系数;抗剪性能;折减系数【作者】郭宏超;皇垚华;李炎隆;刘云贺;简政【作者单位】西安理工大学土木建筑工程学院,陕西西安710048;西安理工大学土木建筑工程学院,陕西西安710048;陕西省建筑科学研究院,陕西西安710082;西安理工大学土木建筑工程学院,陕西西安710048;西安理工大学土木建筑工程学院,陕西西安710048;西安理工大学土木建筑工程学院,陕西西安710048【正文语种】中文【中图分类】TU392与普通强度钢材相比,高强度钢材具有材质均匀、刚度大、塑性和韧性好、可靠性高等优点。
高强度螺栓连接的构造和计算
高强度螺栓连接的构造和计算一、高强度螺栓连接的工作性能1、高强度螺栓的抗剪性能由图3.5.2中可以看出，由于高强度螺栓连接有较大的预拉力，从而使被连板叠中有很大的预压力，当连接受剪时，主要依靠摩擦力传力的高强度螺栓连接的抗剪承载力可达到1点。
通过1点后，连接产生了滑解，当栓杆与孔壁接触后，连接又可继续承载直到破坏。
如果连接的承载力只用到1点，即为高强度螺栓摩擦型连接；如果连接的承载力用到4点，即为高强度螺栓承压型连接。
2、高强度螺栓的抗拉性能高强度螺栓在承受外拉力前，螺杆中已有很高的预拉力P，板层之间则有压力C，而P与C维持平衡（图3.6.1a）。
当对螺栓施加外拉力Nt，则栓杆在板层之间的压力未完全消失前被拉长，此时螺杆中拉力增量为ÄP，同时把压紧的板件拉松，使压力C减少ÄC（图3.6.1b）。
计算表明，当加于螺杆上的外拉力Nt为预拉力P的80%时，螺杆内的拉力增加很少，因此可认为此时螺杆的预拉力基本不变。
同时由实验得知，当外加拉力大于螺杆的预拉力时，卸荷后螺杆中的预拉力会变小，即发生松弛现象。
但当外加拉力小于螺杆预拉力的80%时，即无松弛现象发生。
也就是说，被连接板件接触面间仍能保持一定的压紧力，可以假定整个板面始终处于紧密接触状态。
但上述取值没有考虑杠杆作用而引起的撬力影响。
实际上这种杠杆作用存在于所有螺栓的抗拉连接中。
研究表明，当外拉力Nt≤0.5P时，不出现撬力，如图3.6.2所示，撬力Q大约在Nt达到0.5P 时开始出现，起初增加缓慢，以后逐渐加快，到临近破坏时因螺栓开始屈服而又有所下降。
由于撬力Q的存在，外拉力的极限值由Nu下降到N'u。
因此，如果在设计中不计算撬力Q，应使N≤0.5P；或者增大T 形连接件翼缘板的刚度。
分析表明，当翼缘板的厚度t1不小于2倍螺栓直径时，螺栓中可完全不产生撬力。
实际上很难满足这一条件，可采用图3.5.7所示的加劲肋代替。
在直接承受动力荷载的结构中，由于高强度螺栓连接受拉时的疲劳强度较低，每个高强度螺栓的外拉力不宜超过0.5P。
高强度螺栓螺纹根部应力集中的有限元分析
因此， 不建议用增大螺栓螺距的方法来缓解螺纹 根部的应力集中。
%# 结论
（&） 在螺栓与螺母的联接组合中， 离支承面 越近， 螺栓螺纹根部的应力越大， 其最大应力出现 在螺栓与螺母啮合第一扣的螺栓螺纹根部， 因此 此处最容易发生断裂， 这与螺栓的实际断裂位置 是一致的， 说明本文建立的有限元接触分析模型 是正确的， 分析结果是可靠的。 （’ ） 对于标准 ($) 粗牙螺栓， 增大螺纹根部 圆角半径可以显著降低螺栓螺纹根部的应力， 从 而缓 解 应 力 集 中， 当 半 径 从 *" )+,, 增 大 到 &" *$,,时， 应力值降低超过 &!- ， 但是当半径增 大到一定程度后， 继续增大半径对螺纹根部应力 的影响较小。 （! ） 减小 ($) 螺栓的螺纹深度， 使得螺纹根 部圆角半径进一步增大， 可以进一步降低螺栓螺 纹根部的应力。而且在半径相同的情况下， 螺纹 深度越小， 螺纹根部的应力也越小。 （% ） 依靠增大螺距来降低 ($) 螺栓螺纹根部 的应力， 效果不明显。 参考文献：
) ) 普通三角形螺纹根部应力集中系数大， 使得 现在使用的高强度螺栓存在严重的安全隐患， 而 且也严重影响了螺栓向更高强度发展。某 /%0 高强度螺栓从螺栓与螺母啮合的第一扣处螺纹根 部发生断裂， 严重影响了结构的安全可靠性。因 此， 有必要研究 /%0 高强度螺栓螺纹根部的应力 集中情况， 寻求减少螺纹根部应力集中、 改善螺纹 处应力分布的途径， 从而确保 /%0 高强度螺栓的 安全使用。 减少螺栓螺纹根部应力集中、 改善应力分布一 般可以通过以下方法实现： 一是增大螺纹根部的圆 角半径； 二是增大螺栓螺纹根部直径 （ 即减小螺纹 深度） ； 三是改变螺栓与螺母联接的结构
梁柱端板连接节点柱翼缘、柱腹板加强方法有限元分析
梁柱端板连接节点柱翼缘、柱腹板加强方法有限元分析杨建林;葛金明【摘要】根据"强柱弱梁"的需求,梁柱端板连接节点处柱部分的加强方式一般有设置横向加劲肋、节点域内腹板加补强板、柱翼缘外加补强板、角钢内贴柱翼缘螺栓连接、角钢外贴柱翼缘螺栓连接等方式.采用有限元软件ABAQUS建立三维有限元模型,对这些不同形式、不同构造的钢框架梁柱端板连接进行了非线性有限元分析(FEA).通过分析比较可知:同时设置横向加劲肋与腹板补强板能够较好地限制柱子的变形,大幅度提高节点的初始刚度与强度;而角钢内贴柱翼缘栓焊连接、角钢外贴柱翼缘螺栓连接不仅能够满足建筑管线通道的需求,同时也能够提升节点初始刚度与强度,也便于弱轴采用螺栓连接.【期刊名称】《结构工程师》【年(卷),期】2015(031)005【总页数】6页(P42-47)【关键词】钢结构;端板连接;有限元分析;梁柱节点;非线性【作者】杨建林;葛金明【作者单位】江苏城乡建设职业学院管理工程系,常州213147;江苏筑森建筑设计有限公司,常州213000【正文语种】中文1 引言目前不同形式的梁柱螺栓连接节点在钢框架结构中有着广泛的应用，然而螺栓连接节点的构造形式、不同类别的钢材属性以及荷载条件对节点的连接特性有着重要的影响，因此国内外存在大量的螺栓连接节点性能的研究，并针对其中的梁柱端板连接节点进行了相关的实验测试[1-3]和数值分析[4-5]。
美国北岭地震[6]与日本阪神大地震中许多梁柱焊接节点发生脆性破坏，因此对现有结构的加强成为一项重要的任务。
螺栓连接抗弯节点一般采用横向加劲肋以避免柱子翼缘处出现破坏，通常在柱子腹板处焊接两块补强板而防止节点域出现较大的剪切变形，然而两种补强方式均需要在柱子两翼缘间进行焊接。
在钢结构建筑中，柱子翼缘间的空隙往往被设置为管道或者电子设备管线的通道，然而在施加横向加劲肋后设置管道就会非常困难，同时设置横向加劲肋时需要焊接，焊接过程繁琐而会产生不可避免的焊接残余应力。
螺栓连接 ansys有限元分析
螺栓联接的有限元分析问题描述如图所示，两个长方形平板通过两个螺栓连接在一起，具体几何尺寸如下：L1=0.05m,L2=0.03,L3=0.03,L4=0.09,W=0.07,板子的厚度H=0.008m，螺母半径R1=0.008m，螺母厚度H1=0.004，两个螺栓的中心距L=0.03m，螺杆半径R2=0.05，模型采用SOLID186单元模拟板子，采用接触向导定义接触对，材料参数：板材的弹性模量为2.1E11pa,泊松比0.3，应力应变关系为双线性等向强化，其中屈服强度为400Mpa,切线模量为2E10pa,螺栓的弹性模量为 2.1E11pa,泊松比为0.32，应力-应变关系为双线性等向强化，其中屈服强度600Mpa,切线模量为2E10pa。
载荷及边界条件：螺栓连接模型承受螺栓预拉伸应力和外拉伸两种载荷，因此计算中采用两个载荷步进行加载，第一个载荷设置螺栓的预拉伸力为1000N，第二个载荷步设置板子的右端承受60Mpa的拉力固定约束在板子左端一、建立有限元模型（1）定义单元类型本实例分析的问题中涉及到大变形，故选用Solid186单元类型来建立本实例的模型。
本接触问题属于面面接触，目标面和接触面都是柔性的，将使用接触单元TARGE170和CONTA174来模拟接触面。
接触单元在分析过程中使用接触向导时可以自动添加，这里就不再添加。
下面为定义单元类型的具体操作过程。
1．选取菜单路径Main Menu | Preprocessor | Element Type | Add/Edit/Delete，将弹出Element Types (单元类型)对话框。
单击对话框中的Add按钮，将弹出Library of Element Types (单元类型库)对话框。
2．在单元类型库对话框中，靠近左边的列表中，单击“Structural Solid”一次，使其高亮度显示，指定添加的单元类型为结构实体单元。
然后，在靠近右边的列表中，单击“Brick 8node 186”一次，选定单元类型Solid186 为第一类单元。
高强螺栓连接
1 高强螺栓选定：长度=连接板层总厚+紧固长度加长值+螺母公称厚度+垫圈个数*垫圈厚度+3*螺纹螺距高强度螺栓就是可承受的载荷比同规格的普通螺栓要大．普通螺栓的材料是Ｑ２３５（即Ａ３）制造的．高强度螺栓的材料３５＃钢或其它优质材料，制成后进行热处理，提高了强度．两者的区别是材料强度的不同．从原材料看：高强度螺栓采用高强度材料制造。
高强螺栓的螺杆、螺帽和垫圈都由高强钢材制作，常用 45号钢、40硼钢、20锰钛硼钢。
普通螺栓常用Q235钢制造。
从强度等级上看：高强螺栓，使用日益广泛。
常用和两个强度等级，其中级居多。
普通螺栓强度等级要低，一般为级、级、级和级。
从受力特点来看：高强度螺栓施加预拉力和靠摩擦力传递外力。
普通螺栓连接靠栓杆抗剪和孔壁承压来传递剪力，拧紧螺帽时产生预拉力很小，其影响可以忽略不计，而高强螺栓除了其材料强度很高之外，还给螺栓施加很大预拉力，使连接构件间产生挤压力，从而使垂直于螺杆方向有很大摩擦力，而且预拉力、抗滑移系数和钢材种类都直接影响高强螺栓的承载力。
根据受力特点分承压型和摩擦型.两者计算方法不同。
高强螺栓最小规格M12，常用M16~M30，超大规格的螺栓性能不稳定，设计中应慎重使用。
高强度螺栓摩擦型和承压型连接的区别：高强螺栓连接是通过螺栓杆内很大的拧紧预拉力把连接板的板件夹紧，足以产生很大的摩擦力，从而提高连接的整体性和刚度，当受剪力时，按照设计和受力要求的不同，可分为高强螺栓摩擦型连接和高强螺栓承压型连接两种，两者的本质区别是极限状态不同，虽然是同一种螺栓，但是在计算方法、要求、适用范围等方面都有很大的不同。
在抗剪设计时，高强螺栓摩擦型连接是以外剪力达到板件接触面间由螺栓拧紧力所提供的可能最大摩擦力作为极限状态，也即是保证连接在整个使用期间内外剪力不超过最大摩擦力。
板件不会发生相对滑移变形（螺杆和孔壁之间始终保持原有的空隙量），被连接板件按弹性整体受力。
在抗剪设计时，高强螺栓承压型连接中允许外剪力超过最大摩擦力，这时被连接板件之间发生相对滑移变形，直到螺栓杆与孔壁接触，此后连接就靠螺栓杆身剪切和孔壁承压以及板件接触面间的摩擦力共同传力，最后以杆身剪切或孔壁承压破坏作为连接受剪的极限状态。
高强度螺栓的连接方式
高强度螺栓的连接方式有摩擦连接、承压连接、混合连接和并用连接和张拉连接四种〔1 ）摩擦型连接：摩擦型高强螺栓是一般常说的高强螺栓，基于高强螺栓紧固时产生的强大夹紧力来压紧钢板束，依靠接触面间产生的抗剪摩擦力传递与螺栓垂直方向应力的连接方法。
高强度螺栓的连接方式一般分为有摩擦连接、承压连接、混合连接和并用连接和张拉连接四种。
今天就来介绍一下摩擦型连接的特点。
摩擦型连接：高强度螺栓一般分为摩擦型高强度螺栓、承压型高强度螺栓和抗拉型高强度螺栓三种，摩擦型高强螺栓是一般常说的高强螺栓。
摩擦型连接在荷载设计值下，以连接件之间产生相对滑移，作为其承载能力极限状态。
通俗一点来讲摩擦型连接就是就是基于高强螺栓紧固时产生的强大夹紧力来压紧钢板束，依靠接触面间产生的抗剪摩擦力传递与螺栓垂直方向应力的连接方法。
摩擦型高强度螺栓因其硬度高，安装方便，被广泛的应用于钢框架结构梁、柱连接，实腹梁连接，工业厂房的重型吊车梁连接，制动系统和承受动荷载的重要结构的连接。
( 2 ）承压型连接：是在螺栓拧紧后所产生的抗滑移力及螺栓杆在螺孔内和连接钢板间产生的承压力来传递应力的一种连接方法。
在抗剪设计中，高强度螺栓承压型连接是指螺栓连接使用过程中允许外剪力超过最大摩擦力，因为这使得摩擦力已经超过了最大摩擦力，被连接板件之间会发生相应的滑移变形，直到螺栓的杆身一孔壁相互接触，后面的连接就只能靠螺栓杆身的剪切和孔壁承压以及板件接触面间的摩擦力共同传力，那就是以螺栓本身的的杆身或者孔壁承压破坏作为连接受剪的极限状态。
简单的来说就是高强度螺栓的承压连接中的高强度螺栓的滑动，也承受剪力，最终破坏相当于普通螺栓破坏。
承压型高强度螺栓则是以杆身不被剪坏或板件不被压坏为设计准则。
( 3 ）张拉型连接：接头在螺栓拧紧后，钢板间产生的压力使雳板层处于密贴状态，螺栓在轴向拉力作用下，板层间的压力减少，外力完成由螺栓承担。
当外力作用超过螺拴的预拉力时，板层间就互相离开，发生离间时的荷载叫做离间荷载，张拉连接其外力应小于离间荷载。
高强螺栓连接
长度=连接板层总厚+紧固长度加长值+螺母公称厚度+垫圈个数*垫圈厚度+3*螺纹螺距高强度螺栓就是可承受的载荷比同规格的普通螺栓要大．普通螺栓的材料是Ｑ２３５（即Ａ３）制造的．高强度螺栓的材料３５＃钢或其它优质材料，制成后进行热处理，提高了强度．两者的区别是材料强度的不同．从原材料看：高强度螺栓采用高强度材料制造。
高强螺栓的螺杆、螺帽和垫圈都由高强钢材制作，常用 45号钢、40硼钢、20锰钛硼钢。
普通螺栓常用Q235钢制造。
从强度等级上看：高强螺栓，使用日益广泛。
常用和两个强度等级，其中级居多。
普通螺栓强度等级要低，一般为级、级、级和级。
从受力特点来看：高强度螺栓施加预拉力和靠摩擦力传递外力。
普通螺栓连接靠栓杆抗剪和孔壁承压来传递剪力，拧紧螺帽时产生预拉力很小，其影响可以忽略不计，而高强螺栓除了其材料强度很高之外，还给螺栓施加很大预拉力，使连接构件间产生挤压力，从而使垂直于螺杆方向有很大摩擦力，而且预拉力、抗滑移系数和钢材种类都直接影响高强螺栓的承载力。
根据受力特点分承压型和摩擦型.两者计算方法不同。
高强螺栓最小规格M12，常用M16~M30，超大规格的螺栓性能不稳定，设计中应慎重使用。
高强度螺栓摩擦型和承压型连接的区别：高强螺栓连接是通过螺栓杆内很大的拧紧预拉力把连接板的板件夹紧，足以产生很大的摩擦力，从而提高连接的整体性和刚度，当受剪力时，按照设计和受力要求的不同，可分为高强螺栓摩擦型连接和高强螺栓承压型连接两种，两者的本质区别是极限状态不同，虽然是同一种螺栓，但是在计算方法、要求、适用范围等方面都有很大的不同。
在抗剪设计时，高强螺栓摩擦型连接是以外剪力达到板件接触面间由螺栓拧紧力所提供的可能最大摩擦力作为极限状态，也即是保证连接在整个使用期间内外剪力不超过最大摩擦力。
板件不会发生相对滑移变形（螺杆和孔壁之间始终保持原有的空隙量），被连接板件按弹性整体受力。
在抗剪设计时，高强螺栓承压型连接中允许外剪力超过最大摩擦力，这时被连接板件之间发生相对滑移变形，直到螺栓杆与孔壁接触，此后连接就靠螺栓杆身剪切和孔壁承压以及板件接触面间的摩擦力共同传力，最后以杆身剪切或孔壁承压破坏作为连接受剪的极限状态。
螺栓双剪试验有限元分析
诫验■栓测螺栓双剪试验有限元分析□李艳1口冯德荣2口李召华11.空军工程大学航空机务士官学校航空修理工程系河南信阳4640002.河南航天精工制造有限公司河南信阳464000摘要：剪切强度是判断螺栓能否应用于实际工程的重要力学性能指标。
为使新设计的螺栓满足所规定的剪切强度要求，需要对螺栓进行双剪试验。
应用有限元软件建立螺栓和上下刀片的三维有限元模型,分析螺栓双剪试验过程中的应力、应变变化,得到螺栓剪断时的剪切力变化趋势。
将有限元分析数据与试验数据进行对比，验证有限元分析结果的可靠性。
关键词：螺栓双剪有限元分析中图分类号：TH114文献标志码：A文章编号$1000-4998(2021)02-0075-04Abstract:Shear strength is an ispo—ant mechanical performance index to judge whether the bolt con bc applied to the practical enginee—ng.In order to make the newly designed bolt meets the specified shear strength requirements%the bolt needs to bc subjected to a double shear test.The Units element so/wpc was used to establish the3D Units element model of the bolt and the upper and lower blades,and the stress and strain changes du—ng the bolt double shear test were analyzed,and the changing Wend of shear force when the bolt was sheared was obtained.The Units element analysis date was compared with the Wst date to ve—S the —liability of the—suits obtained by Units element analysis .Keywords:Bolt Double Shear Test Finitr Elemeet Analysis1分析背景螺栓是一种广泛应用于机械设备、建筑：程、航空装备等结构连接部位的重要紧固件⑴，可性:接影响：程设备的性能。
(完整word版)高强度螺栓的连接方式
高强度螺栓的连接方式有摩擦连接、承压连接、混合连接和并用连接和张拉连接四种〔1 ）摩擦型连接：摩擦型高强螺栓是一般常说的高强螺栓，基于高强螺栓紧固时产生的强大夹紧力来压紧钢板束，依靠接触面间产生的抗剪摩擦力传递与螺栓垂直方向应力的连接方法。
高强度螺栓的连接方式一般分为有摩擦连接、承压连接、混合连接和并用连接和张拉连接四种。
今天就来介绍一下摩擦型连接的特点。
摩擦型连接：高强度螺栓一般分为摩擦型高强度螺栓、承压型高强度螺栓和抗拉型高强度螺栓三种，摩擦型高强螺栓是一般常说的高强螺栓。
摩擦型连接在荷载设计值下，以连接件之间产生相对滑移，作为其承载能力极限状态。
通俗一点来讲摩擦型连接就是就是基于高强螺栓紧固时产生的强大夹紧力来压紧钢板束，依靠接触面间产生的抗剪摩擦力传递与螺栓垂直方向应力的连接方法。
摩擦型高强度螺栓因其硬度高，安装方便，被广泛的应用于钢框架结构梁、柱连接，实腹梁连接，工业厂房的重型吊车梁连接，制动系统和承受动荷载的重要结构的连接。
( 2 ）承压型连接：是在螺栓拧紧后所产生的抗滑移力及螺栓杆在螺孔内和连接钢板间产生的承压力来传递应力的一种连接方法。
在抗剪设计中，高强度螺栓承压型连接是指螺栓连接使用过程中允许外剪力超过最大摩擦力，因为这使得摩擦力已经超过了最大摩擦力，被连接板件之间会发生相应的滑移变形，直到螺栓的杆身一孔壁相互接触，后面的连接就只能靠螺栓杆身的剪切和孔壁承压以及板件接触面间的摩擦力共同传力，那就是以螺栓本身的的杆身或者孔壁承压破坏作为连接受剪的极限状态。
简单的来说就是高强度螺栓的承压连接中的高强度螺栓的滑动，也承受剪力，最终破坏相当于普通螺栓破坏。
承压型高强度螺栓则是以杆身不被剪坏或板件不被压坏为设计准则。
( 3 ）张拉型连接：接头在螺栓拧紧后，钢板间产生的压力使雳板层处于密贴状态，螺栓在轴向拉力作用下，板层间的压力减少，外力完成由螺栓承担。
当外力作用超过螺拴的预拉力时，板层间就互相离开，发生离间时的荷载叫做离间荷载，张拉连接其外力应小于离间荷载。
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—一
图２ 有 限兀 模 型
板 的高强 螺栓 群 为研 究对 象 ，选 取 的Ｍ３ 高 强 螺栓 ０
排 列 为 ７ × 个 ，设 计 轴 力 为 ３ ５ Ｎ；连 接 板 为 个 ８ ５ｋ
２ 计 算 结果分 析
表２ 不 同板厚 在 ２ ０ ａ 载下 芯 板及 拼接 板 为 ０ ＭＰ 荷 的相对 位 移 的 比较 。由 表２ 可知 ，两 种板 厚 方式 计 算 的芯 板 和 连 接 盖 板 相 对 位 移 几 乎 一 致 。都 小 于
栓拼接 性 能进行 了研究 。总结 出了连 接板 厚度对 于 地震 中框架 结构 受 力 的影 响 ；王 斌华 ［ 利 用 大型 ６ １ 等 通用有 限元 软件ＡＮ Ｙ 。利 用约 束方 程法 对螺 栓群 ＳＳ 进 行 了 简化 计 算 ，提 出 了更 加 合 理 的螺 栓 布 置 方
调查 中四．不 难发 现 ，对 于大跨 度 钢 杵 桥 ，节 点破 坏是 其 主要 的破坏 形式之 一ｌ ３ ｌ 。 对 于高强 螺栓 的设计 计算 ，中国 的各 类 规范 都
西 西 比河上 的Ｉ ５ 一２ Ｗ钢 桁 桥 的倒 塌 等众 多 事 故 的
通 过 对 Ｉ ３ 桥 倒 塌 事 故 中 的有 限元 分 析 ，指 出连 一 ５ 接 板厚 度偏 小 、应 力储 备不 足是 引起事 故 的关键 因
素 ；李启 才 ［ ５ １ 连 接板 厚度 对 框 架 中钢 梁 高强 螺 等对
厚 度 的连 接 板 在拉 力荷 载 作 用 下 的板 件 相 对 位 移 、板 件 应 力等 进 行 了模 拟 ， 并 对 比分 析 了不 同厚 度 连 接 板 的 应 力 状 态。 结 果
表 明 ：薄 板 与 厚 板应 力分 布 规 律 一 致 ，但 厚 板 应 力 数 值 更 小 ，应 力 分 布 更 有 利 。
表 ２ 不 同板 厚 的 布 置 方 式 中芯 板 与 连 接 板 的 相对 位 移
板厚／ ｍｍ ８ １ ２
组合＋ 风荷 载 （ 静 与活载 组合 ） ；
组 合 四 ：永 久荷 载＋ 风荷 载 （ 年一 遇 ） 静 百 。 得 到如 下 不 同 荷 载 组 合 下 荷 载 钢 桁 梁 应 力 表
关 键 词 ：桥 梁 工程 ； 高强 螺 栓 ；连 接 板 厚 度 ；应 力状 态 中图 分 类 号 ：Ｕ ４ ． ４ １ ５ 文 献标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１ ０ — ７ ６ ２ １ ） １ ０ ４ － ３ ０ ２ ４ ８ （０ １ ２ — １ ０ ０
Ｆｉ ｉｅＥｌｍ ｅ ｔＡｎ ｌｓｓｏ ｆｅ ｅ ｔＴｈ ｃ ｎ ｓ ｆＧｕ ｓ ｔＰｌｔ ｆ ｎ ｔ ｅ ｎ ａｙ ｉ ｎ Ｄｉｆｒ ｎ ｉｋ ｅ ｓｏ ｓｅ ａ ｅｏ
桥梁 与隧逗 工 程
高强螺栓群不 同厚度连接板 的
有限元分析
谢 秉敏 ，向 中富，魏 丽东
（ 庆 交 通 大 学 土 木 建 筑 学 院 ，重 庆 ４ ０ ７ ） 重 ０ ０ ４
摘 要 ：针 对 不 同厚 度 连 接 板 对 高 强螺 栓 群 的 受 力 影 响 ，采 用有 限 元 软件 Ａ Ｓ Ｓ 立 了三 维有 限元 实体 模 型 ，对 两 种 不 同 ＮＹ 建
Ｂｏ ｔ ｏ ｐ ｗｉｈ Ｈｉ ｈ Ｓ ｒ ｎ ｔ ｌｓＧｒ ｕ ｔ ｇ ｔ ｅ ｇ ｈ
ＸＩ ｉ ｇ ｍｉ ， ＡＮＧ ｈ ｎ — ｕ Ｗ Ｅ ｉ ｄ ｎ Ｅ Ｂ ｎ － ｎ ＸＩ Ｚ ｏ ｇ ｆ， ＩＬ － ｏ ｇ
（ ｃ ｏ ｌ ｆＣｖｌ ｎ ｉｅ ｒ ｇ＆ Ａ ｃ ｉ ｃｕｅ Ｓ ｈ ｏ ｉｉＥ ｇｎ ｅｉ ｏ ｎ ｒｈｔ ｔｒ ，Ｃｈ ｎ ｑｎ ｉｏｏ ｇＵｎｖ ｒｉ ， ｈ ｎ ｑｎ ０ ０ ４ Ｃ ｉａ ｅ ｏ ｇ ｉｇＪａｔｎ ｉｅｓｙ Ｃ ｏ ｇ ｉｇ４ ０ ７ ， ｈｎ ） ｔ
ｒ
采 用Ａ Ｓ Ｓ Ｎ Ｙ 进行 有 限元 数值 模拟 计算 ，连接 板 及 高强 螺 栓均 采用 ｓｌ ４ 实 体单 元建 模 ，高 强螺 栓 ｏｄ５ ｉ
的预 紧 力通 过 预 应 力单 元ｐｅ １ ９ 元施 加 。 由于 ｒｔ ７ 单 ｓ 针对 的是数 量较 多 的高强 螺栓 ，若 采用 接触 问题 分
高 强螺栓 连接 是继铆 接 、焊接 之后 发展 起来 的
一
种 新 型 钢 结 构 连 接 形 式 ，具 有 施 工 简 便 、可 拆
换 、受 力好 、耐疲 劳 、不松 动和较 安全 等优 点 ，在
桥 梁工 程 中运用得 十分 普遍 ，１９ 年建 成通 车 的九 ９３
通过 对 四个厚 度 、长 度 、宽度 等参数 不 同 的连接板
考 虑 对 称性 ，有 限 元 模 拟 时 只 建 立 １ 结 构 模 ／ ２
型 。图 ｌ 为布置 方式 ，图２ 有限元 模 型 。边 界条 件 为
为 一端 固结 。加 载 分２ 级 ，每 级 １ ＭＰ ，施 加拉 应 ０ ０ ａ
力 到２ ０ ａ ０ ＭＰ 。
单 位 ：ｍ ｍ
湾 双层 钢桁 梁斜拉 桥 主桁上 弦杆 整体 节 点板 为研 究 对 象 ．采用 有 限元 软件 Ａ Ｓ Ｓ Ｎ Ｙ 。建立 了考 虑 了几 何 大 变 形 、材 料 非 线 性 的螺 栓 群 三维 实体 有 限 元 模 型 ．通 过数 值模 拟得 到不 同板厚 的螺 栓 布置方 案 中 的板件 相对 位移 、应 力状态 等 ，通过 对计 算结 果 的
对 比分 析 ，研究 了不 同厚度 的连 接板 在 实际工 程 中
１ ｌ
． Ｌ ｒ ＇ １ ｒ
■ ｒ
Ｉ
ｌ
Ｊ ● ■
卜
ｌ
ｒ １
卜
卜
■
的受力状 态 。总 结 了其 应力 分 布规律 。
１ 有 限元模型 的 建立
ｐ－ －
１ ｒ １ ｒ １ｒ １ ｒ １ ｒ １ ｒ
１
卜
【０ ｌ０ ５ ｏ
１ｏ ｏ
１０ ０
１０ ０
１０ ０
１ｏ ５ ０ ０
图 １ 螺 栓 群 布 置 方 式
析资 源 耗 费 巨大且 不 易 收 敛 ．利用 Ｋ ｍｔ 提 出 的 ｉ ］ 等 方法 ．将 接触 问题 简化为 节点耦 合 。可 大大 提 高计 算 效 率 。基 于 文献 ［】文 献［】 １ ～ ７的研 究 成果 ，拟采 用 螺栓 等 距 布 置 方 式 ，板厚 分 别 为８ ｍ、１ ｒ ａ ｒ ２ ｍ，共 ａ 计 两种 方 案对节 点板 做有 限元 计算分 析 。基 于 实 际
组 合 二 ：永 久荷 载 ＋ 车活 载＋ 道 活载 ＋ 温 汽 轨 升 组合＋ 风荷 载 （ 活载 组合 ） 静 与 ； 组 合 三 ：永 久荷 载 ＋ 车活 载＋ 道 活载 ＋ 汽 轨 降温
移” ，说 明不 同板 厚 的螺 栓等 距 布 置对 螺 栓 连接 接
头 的滑移 荷 载无影 响 。
０ 引 言
有相 关 的规 定 。但都是 基 于被连 接件 为 刚体 的假设 之上 。实 际上 由于连 接板 的变形 ，导 致理 论计 算 与 实 际工程 高强 螺栓群 的受 力状态 有较 大 出入 。针对 这种 情况 ，国内外学 者展 开 了很 多研 究 。Ｃ ｅ ｇ￣ ｈ ｎｌ ４ 等
１ ０ 交 通 标 准化 ４ Ｉ
Ｂｄｅ Ｔｎ ｌｎｉｅｎ 桥梁与隧道工程 ｒｇ ＆ ｕｎ ｇ ｅｒ ｉ ｅＥ ｎ ｉ ｇ
案 ；朱铭 『 采 用Ａ Ｓ ，考 虑 了螺 栓 与连 接 板 的 １ Ｊ 等 Ｎ ＹＳ
接 触 问题 后 。得 出 了螺栓群 的受 力分 布规 律 ，并 进 行 螺栓 优化 布置 。 基 于 以上研究 成果 ，本 文 以重庆 市 江津 区粉 房
０ １ｒｍ．这 表 明螺 栓 连 接 头 未 发 生 螺 栓 “ 扣 滑 ．５ ａ 解
Ｑ ４ ｑ 板 ，其 抗 拉 强 度 为 ５０ ａ ３ ５Ｅ钢 ０ＭＰ 。通 过 Ｍｉａ／ ｄｓ
ｃｖ 软件计 算 该钢杵 梁斜 拉桥 以下 四个 工况 ： ｉｌ ｉ
组 合一 ：永 久荷 载＋ 车活 载＋ 汽 轨道 活载 ：
试 件进 行 了弹性屈 曲实 验及有 限元 分析 ，得 出了各 参 数对 节 ｉ ２ ｏ１ 等
江大桥 、１９ 年 建成 的密 云水库 白河 桥和２ ０ 年建 ９７ ０２ 成 的 芜湖 长 江大 桥 的杆 件 连 接 都 采 用 高 强 螺 栓 ［ １ １ 。 作为桁 架 中大量 使用 的节 点连接形 式 ，高 强螺 栓所 表现 的抵抗 塑性 破坏 、局 部屈 曲 、疲 劳裂 缝 的能力 决定 了全 桥 的强度 、安全 性 、可靠性 。从 ２ ０ 年 密 ０７
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