冲击荷载作用下盲眼螺栓连接的拉伸及剪切性能试验研究

摘要

近年来，单边螺栓连接的钢管及钢管混凝土构件在实际工程中得到应用和发展，其中具有代表性的盲眼螺栓（BlindBolt）可以实现单侧安装、单面拧紧的功能，所以不需要加工安装孔，可以在不破坏钢管连接部位的前提下，完成螺栓连接功能，盲眼螺栓的应用还可以节省工程的施工量和和人工成本，具有现场施工方便、焊接量较小等特点。而且，在相同条件下盲眼螺栓连接可达到传统高强度螺栓相同的力学性能，很好地满足了钢管及钢管混凝土等结构的连接要求。盲眼螺栓连接的这些特点和优势可以应用于建筑结构工程领域，且具有很大的推广应用前景。　　目前国内外针对盲眼螺栓连接体系的相关研究主要局限于对其连接节点的静力性能研究。未见有针对盲眼螺栓连接在动力冲击荷载作用下其拉伸和剪切力学性能的研究。因此，本文研究的主要内容如下：　　（1）通过盲眼螺栓连接和改良盲眼螺栓连接的静力抗拉试验，获得盲眼螺栓连接及改良型盲眼螺栓连接的荷载-位移曲线，从强度、刚度和延性等几个方面进行对比，评估了盲眼螺栓连接的受拉性能。　　（2）对盲眼螺栓连接、改良盲眼螺栓连接和高强螺栓分别进行动力冲击抗拉试验，同时考虑有无混凝土锚固效应，得到了不同冲击能量下的力、位移时程曲线和冲击力-位移曲线。分析不同螺栓类型的动力受拉性能。并将动力试验结果与静态试验结果进行对比，分析应变率与动力放大系数（DIF）的关系。　　（3）进行了盲眼螺栓连接在静力和动力冲击作用下受剪性能试验研究。获得力、位移时程曲线和冲击力-位移曲线。分析冲击能量、剪切板厚度及单剪或双剪等试验参数对盲眼螺栓连接受剪性能的影响规律。并将动力试验结果和静态试验结果进行对比，分析应变率与动力放大系数（DIF）的关系。

目录

声明

第 1 章 绪 论

1.1 研究背景

1.2盲眼螺栓的发展

1.3盲眼螺栓的静力力学性能研究现状

1.3.1国外研究现状

1.3.2 国内研究现状

1.4 盲眼螺栓的动力力学性能研究现状

1.4.1 国外研究现状

1.4.2 国内研究现状

1.4.3 钢材及混凝土材料动力力学性能研究

1.5 课题研究的意义

1.6 本文主要研究内容及成果

1.6.1 研究内容

1.6.2 研究成果

第 2 章 盲眼螺栓连接抗拉试验研究

2.1 引言

2.2 试验概况

2.2.1 试件设计

2.2.2 试件制备

2.2.3材料性能试验

2.3试验方案

2.3.1加载装置及加载方式

2.3.2 数据采集及仪器设备

2.4静力试验结果

2.4.1破坏模态

2.4.2荷载-位移曲线

2.5动力试验结果

2.5.1破坏模态

2.5.2冲击力时程曲线

2.5.3位移时程曲线

2.5.4冲击力-位移曲线

2. 6小结

第3章 盲眼螺栓连接抗剪试验研究

3.1引言

3.2试验概况

3.2.1 试件设计

3.2.2 试件制备

3.2.2 材料性能试验

3.3试验方案

3.3.1 加载装置及加载方式

3.3.1 数据采集及仪器设备

3.4静力试验结果

3.4.1破坏模态

3.4.2 荷载-位移曲线

3.5动力试验结果

3.5.1破坏模态

3.5.2冲击力时程曲线

3.5.3位移时程曲线

3.5.4冲击力位移曲线

3. 6小结

第4章 盲眼螺栓动力抗拉和抗剪承载力分析

4.1引言

4.2动力抗拉承载力分析

4.2.1应变率效应分析

4.2.2耗能分析

4.3 动力抗剪承载力分析

4.3.1 应变率效应分析

4.3.2 耗能分析

结论与展望

参考文献

致谢