外伸式端板高强度螺栓连接受力性能及计算方法研究

摘要

外伸式端板高强度螺栓连接节点是钢结构中常用的一种节点，但目前不同国家或地区采用了不同的计算方法，由于各种计算方法的设计前提和设计步骤的不同，选取的计算模型也不同，因此对于该节点的国际交流始终会因为各自的差异性而出现种种困惑。但是对于同一种节点，不管采用哪种计算方法，其力学性能应该是一定的，其计算的结果理应是相近的。因此对于外伸式端板高强度螺栓连接各种计算方法的差异进行比较研究是很有必要的。主要研究内容如下：
　　1、选取了国内外四种计算方法中不同的三个计算模型，其中包括国内，英国和美国的。首先对三种不同的计算模型采用各种计算方法进行计算对比，然后在相同的受力作用下采用不同的计算方法设计一个外伸式端板高强度螺栓连接，最后结合ANSYS软件对三种模型的模拟结果进行分析比较。其中比较研究的三种计算模型受力性能主要包括螺栓群受力分布，螺栓受力中和轴位置，螺栓群在弹性、塑性阶段的过程中受力的变化。
　　2、在三种计算模型的ANSYS模拟的基础上，研究了节点中高强度螺栓的预应力，以及节点承受的剪力、高强度螺栓直径、端板厚度等因素对节点受力的影响。同时研究了外伸式端板高强度螺栓连接节点剪应力的分布。
　　本文通过总结国内外对外伸式端板高强度螺栓连接四种不同的计算方法，比较这四种计算方法的设计方法和设计前提，给出了四种计算方法之间的联系和区别，对外伸端板高强度螺栓连接计算方法提出了一些建议。

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第1章 绪论

1.1研究背景

1.2 外伸式端板高强度螺栓连接性能国内外研究

1.2.1 节点刚度对连接性能影响的研究

1.2.2 节点螺栓性能的研究

1.2.3 端板受力性能的研究

1.3本文的研究内容

第2章 外伸式端板高强度螺栓连接节点计算方法

2.1 高强度螺栓群的拉力分布

2.2 高强度螺栓外伸端板连接的计算方法

2.2.1 国内高强度螺栓外伸端板连接的计算方法

2.2.2 英国高强度螺栓外伸端板连接的计算方法

2.2.3 美国高强度螺栓的计算方法

第3章 外伸式端板高强度螺栓连接算例分析

3.1 模型计算

3.1.1 国内连接节点设计手册（Ⅰ）

3.1.2 国内钢结构高强度螺栓连接技术规程（Ⅱ）

3.1.3 英国节点设计手册的计算（Ⅲ）

3.1.4 美国节点设计手册的计算（Ⅳ）

3.1.5 结果分析

3.2 模型设计

3.2.1 国内连接节点设计手册

3.2.2 国内钢结构高强度螺栓连接技术规程

3.2.3 英国节点设计手册的计算

3.2.4 美国节点设计手册的计算

3.2.5 结果分析

第4章 外伸式端板高强度螺栓连接节点的有限元分析

4.1 引言

4.2 外伸式端板连接节点三个模型的建立

4.2.1 ANSYS模型网格划分

4.3 A NSYS模型计算结果及分析

4.3.1节点的M-θ曲线

4.3.2三个模型受力性能比较

4.3.3高强度螺栓预应力对节点受力性能的影响

4.3.4外伸式端板高强度螺栓连接中各参数对节点受力性能的影响

4.3.5节点中螺栓群抗剪承载力

第5章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

致谢

参考文献

附录1攻读硕士学位期间发表的论文