轴力-弯矩作用下波纹钢搭接接头力学行为数值分析

摘要

波纹钢搭接接头作为装配式波纹钢地下工程结构的薄弱环节，在轴力-弯矩作用下的力学行为亟待研究。依托前期足尺试验，结合数值模拟方法，分析了螺栓数量及波纹钢板厚度对搭接接头破坏模式和抗弯承载能力的影响机理，探讨了搭接接头的优化设计方案，建立了极限弯矩经验公式。研究结果表明：我国规范的螺栓设计安全冗余较高，接头破坏模式主要表现为受压侧波纹钢板屈曲。单波螺栓数量越多、波纹钢板越厚、轴力越小，波纹钢搭接接头的抗弯承载能力越强；单波螺栓数量每增加2个，接头极限弯矩平均增长5.9%；波纹钢板厚度每增加2 mm，接头极限弯矩平均增长21.9%；当单波螺栓数量为6个、波纹钢板厚度大于6 mm时可兼顾安全性和经济性。极限弯矩经验公式的拟合优度较高，可为接头强度校核提供参考。

关键词

装配式波纹钢结构 / 搭接接头 / 力学行为 / 数值模拟 / 参数分析

基金资助

国家自然科学基金（52008269）; 辽宁省教育厅重点攻关项目（LJKZZ20220083）; 沈阳市中青年科技创新人才项目（RC210381）