新型承插式螺栓连接柱-柱节点抗拉性能研究

摘要

为实现模块化钢结构单元房间的上下连接，提出一种新型承插式螺栓连接柱-柱节点，以有无注浆、承插深度为参数设计并制作3个足尺节点试件，并对其进行抗拉试验，分析了各节点的破坏形态、应变分布以及承载能力等，探讨了该新型节点的抗拉性能．建立了数值分析模型，进行了轴拉荷载作用下的受力性能参数化分析，研究了承插深度、螺栓直径及内套筒厚度对节点抗拉承载力的影响．基于高强螺栓的抗剪承载力，提出了适用于该新型节点的抗拉承载力计算公式．研究结果表明：该新型节点可将轴向拉力有效传递至高强螺栓，试件破坏时均出现高强螺栓群被剪断，灌浆节点试件发生破坏时，出现钢材与灌浆料界面的黏结破坏及螺栓周围局部灌浆料的压碎；高强螺栓群在拉力荷载作用下呈端部螺栓受剪较大、中心螺栓受剪较小的分布，试件破坏时，各螺栓承受的剪力趋于相等；灌浆节点与无浆节点相比，灌浆料与高强螺栓协同工作性能良好，弹性阶段最大摩擦力平均值提高64.4%，极限抗拉承载力提高14.1%；承插深度由300 mm增至500 mm，节点极限抗拉承载力提高80.9%；承插深度和螺栓直径对节点抗拉承载力影响较大，内套筒厚度对节点抗拉承载力的影响较小；根据提出的节点抗拉承载力计算公式得到的计算值与有限元模拟值吻合良好．

关键词

模块化钢结构 / 柱-柱节点 / 套筒灌浆 / 高强螺栓抗剪 / 参数分析