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1、梁柱外伸端板连接中螺栓拉力及撬力研究第24卷第3期2008年5月科技通报BULLETIN0FSCIENCEANDTECHN0L0GYVo1.24No.3May2008梁柱外伸端板连接中螺栓拉力及撬力研究金小群,赵伟,童根树(1.浙江树人大学城建学院,杭州310015;2.浙江大学建工学院,杭州319027)摘要:梁柱外伸端板连接中螺栓会因撬力作用提早发生破坏,但目前还有没有可靠的方法来计算撬力的大小.本文应用三维有限元法,对外伸端板连接中受拉侧螺栓拉力和撬力进行了研究,给出了节点弯矩一螺栓拉力曲线,连接
2、面受拉侧撬力分布和变化规律,并对端板厚度和加劲肋厚度及形状对螺栓撬力的影响进行了比较,比较表明设置端板加劲肋尤其是加厚,加长的加劲肋,对减小撬力更有效;并对各种螺栓拉力计算理论进行了评价.关键词:外伸端板连接;螺栓拉力;螺栓撬力;端板加劲肋中图分类号:TU391文献标识码:A文章编号:i001—7119(2008)03—0367—08AnalysisofBoltTensileForceandPryingForceinExtendedEnd—PlateBeam—to-ColumnBoltedConnect
3、ionsJNXiaoqun,ZHAOWei,TONGGenshu(1.UrbanConstructionCollegeofZh@angShurenUniversity,Hangzhou,310015,China;2.DepartmentofCivilEngineering,ZhejiangUniversity,Hangzhou310027,China)Abstract:Boltforceisaffectedbyboltpryingforceconsiderably,andtheknowledgeabou
4、ttheroleofboltpryingforceisinadequacy.Thefiniteelementmethodisusedtoanalyzethebolttensileforceandboltpryingforceinex—tendedend-plateboltedconnections.Themoment-bolttensileforcecurves,pryingforcedistributionandchangepatternsarepresented.Andtheinfluencesof
5、end—platethicknessandend-platestiffenerarecompared.Thecompar—isonshowsthattheend-platestiffeners,especiallythelargerstiffeners,aremoreeffectivetodecreaseboltpryingforcethanend—platethickness.Basedonthefiniteelementdata,kindsofboltforcetheoriesareevaluate
6、d.Keywords:extendedendplateconnections;bolttensileforce;boltpryingforce;endplatestiffener梁柱外伸端板连接在多高层钢结构中应用广泛.但我国对这种节点的认识仍停留在上世纪六七十年代的水平,如对撬力的考虑采用0.8系数统一折减螺栓承载力的方法Ⅲ.对撬力进行精确的计算对于准确地预测这种节点的破坏形式,选用合适尺寸的螺栓及端板厚度都具有很重要的意义.撬力大小和合力的位置取决于端板和柱翼收稿日期:2O07一O3—28基金项目:
7、国家自然科学基金资助项目(编号50578140)作者简介:金小群(1971一),女浙江天台人,讲师,主要研究方向为钢结构连接研究.368第24卷缘之间的接触区域,并随荷载的变化而改变[2].文献Es]认为撬力会显着降低T形件连接中螺栓的极限承载能力和疲劳强度,并给出了无加劲T形件撬力的经验公式;文献[3]给出了一组确定无加劲丁形件撬力系数(Q/丁)的曲线,但没有给出计算公式.文献[2,6]认为撬力以集中力作用在端板顶端,文献E43认为撬力中心并不处在端板顶端,而是作用在0.6或0.7l处(z为螺栓中线到
8、端板顶端的距离).文献[7,8]分别对丁形件连接和无柱腹板加劲,无加劲端板连接的撬力分布应用ANSYS壳单元(Shell43)进行研究后,认为撬力分布在端板顶端(上部翼缘)区域,并且随端板厚度的增加逐渐向端板顶端移动.但壳单元因为以中面来代表端板,不能准确地模拟端板与柱翼缘连接面的位置.文献[9]采用ANSYS三维实体l0节点单元(Solid92)分析了无加劲端板连接撬力分布,其端板外侧螺栓孔以上网格划分太稀疏,不能准确分析撬力的变化.1模
