采用迭代平衡的方法對(duì)高強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)螺栓施加標(biāo)準(zhǔn)預(yù)緊力,并考慮高強(qiáng)螺栓預(yù)緊力的影響,螺絲帽與蓋板之間摩擦的影響,蓋板與翼緣或者腹板之間摩擦的影響,螺栓桿與板件孔壁之間非線(xiàn)性解除承壓的影響,以非線(xiàn)性解除承壓的影響,以非線(xiàn)性通用有限元軟件MSCMarc為平臺(tái)建立了考慮接觸摩擦,摩擦滑移和解除承壓的高強(qiáng)螺栓拼接三維非線(xiàn)性有限元分析模型。首先高強(qiáng)螺栓連接的單塊板件,并與試驗(yàn)對(duì)比驗(yàn)證了模型的可靠性,證實(shí)有限元模型可以較好的模擬螺栓的華裔荷載和拼接的極限荷載:然后模擬了高強(qiáng)螺栓梁段拼接節(jié)點(diǎn),并與試驗(yàn)對(duì)比證實(shí)模擬結(jié)果與試驗(yàn)骨架先吻合良好。所提出方法合一較好地模擬拼接點(diǎn)中高強(qiáng)螺栓的全過(guò)程受力性能,可以用于高強(qiáng)螺栓拼接點(diǎn)的分析和計(jì)算。
鋼結(jié)構(gòu)與混凝土結(jié)構(gòu)相比具有強(qiáng)度高,塑性和韌性好,便于加工制作及施工快速便捷等優(yōu)勢(shì)。隨著我國(guó)鋼產(chǎn)量的不斷提高,用鋼量已不再成為制約鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展的瓶頸,鋼結(jié)構(gòu)以及鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)在我國(guó)的應(yīng)用日以廣泛。由于制作、運(yùn)輸和安裝的需要,鋼結(jié)構(gòu)通常均需要在工廠制作后運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)連接。在實(shí)際工程中,特別是橋梁及礦街結(jié)構(gòu)中的樓蓋體系中,高強(qiáng)度盧栓連接是鋼結(jié)構(gòu)及組合結(jié)構(gòu)中廣泛采用的主要連接方式,如鋼梁的拼接,梁柱節(jié)點(diǎn)的鏈接等。高強(qiáng)螺栓拼接克服了現(xiàn)場(chǎng)焊接施工對(duì)氣候,焊接技術(shù)要求較高,質(zhì)量較難保證美容儀產(chǎn)生脆性裂縫等缺點(diǎn),施工快速,質(zhì)量可靠。
目前,國(guó)內(nèi)外對(duì)高強(qiáng)螺栓連接的研究多集中于半剛性節(jié)點(diǎn)的理論分析,試驗(yàn)研究和計(jì)算方法,以及高強(qiáng)螺栓拼接的受力性能試驗(yàn)研究和設(shè)計(jì)方法。但是,高強(qiáng)螺栓拼接點(diǎn)的全過(guò)程受力性能有限元分析方法扔不多見(jiàn)。
高強(qiáng)度螺栓拼接節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)較復(fù)雜,試驗(yàn)中螺栓桿的預(yù)緊力以及接觸面的摩擦系數(shù)均較難以確定,因而進(jìn)行大規(guī)模的螺栓拼接節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)即費(fèi)時(shí)費(fèi)力又難以保證試驗(yàn)參數(shù)的準(zhǔn)確性。而采用通用有限元程序模擬螺栓拼接節(jié)點(diǎn)性能則可以準(zhǔn)確地確定試驗(yàn)中的螺栓預(yù)緊力,接觸面摩擦系數(shù)等重要參數(shù),并方便進(jìn)行大量的試驗(yàn)參數(shù)分析。因而,借助通用有限元分析軟件,并利用已有的試驗(yàn)成果建立可靠的螺栓拼接節(jié)點(diǎn)有限元分析模擬十分重要。