温度对高强度螺栓连接节点承载性能影响的试验研究

摘要

高强度螺栓连接是钢结构现场安装的主要手段之一,高强度螺栓连接螺栓孔采用槽孔时对加工和安装误差适应能力更强,便于施工。目前对高强度螺栓槽孔节点的研究较少,对高温下高强度螺栓槽孔节点的研究更是空白。为此进行了14个高强度螺栓标准孔和槽孔连接节点在常温、130℃高温和200℃高温下滑移性能的试验研究,考虑了温度、孔型、螺栓直径等参数的影响,并利用高温应变计测量了高温下高强度螺栓预拉力。结果表明:1)在20～130℃期间,温度对标准孔试件滑移荷载和滑移变形有影响,抗滑移荷载减少0.9%～4.3%;抗滑移系数降低7.5%～7.8%;螺栓预拉力松弛约22.4%。2)在130～200℃期间,槽孔试件滑移荷载和滑移变形变化较明显。相对于常温情况,130℃和200℃下M30螺栓滑移荷载分别减少9%和34%,抗滑移系数分别降低11%和7%;螺栓预拉力出现不规则变化。3)常温条件下,相对于标准孔,槽孔的滑移荷载和抗滑移系数要小,且对于直径较大的螺栓,槽孔的削弱较小。M20和M30螺栓槽孔滑移荷载分别比标准孔的低11.0%和4.0%,抗滑移系数分别比标准孔的低12.0%和10.0%。4) 130℃温度下,相对于标准孔,M30槽孔的滑移荷载和抗滑移系数分别降低9.0%和13.0%,且对比常温条件,130℃温度下槽孔的削弱更大。5)槽孔会加大螺栓预拉力松弛,130℃温度下,M30标准孔节点螺栓预拉力松弛约-16.3%;而槽孔节点螺栓预拉力松弛约-30.7%,比标准孔高14.4%。6)在20～130℃期间,M30螺栓的抗滑移系数比M20螺栓的大约30.0%,说明连接刚度越大,标准试件抗滑移系数值越大; 200℃温度下,M30螺栓的抗滑移系数比M20螺栓的反而小12.4%,表明M20抗滑移系数出现异常。7) 130℃时,M20和M30螺栓预拉力松弛分别约28.4%和16.3%,说明连接刚度越大,螺栓预拉力松弛越小;随着温度提高至200℃时,M20预拉力呈明显下降趋势,下降幅度比130℃时要大,离散性也大,M30螺栓预拉力呈现有升有降的状况,没有明显的规律性。