高强度螺栓咬合型连接的抗剪试验研究

高强度螺栓咬合型连接是一种新型连接形式,为研究其受剪时的破坏机理和抗剪承载力,文章分别针对70个单个螺栓试件和30个高强度螺栓咬合型连接整体试件进行了抗剪试验,并研究了槽钢规格、高强度螺栓规格和安装扭矩、槽钢齿形和螺母齿形等参数的影响。结果表明:螺母材料应与螺栓相匹配,螺母应采用平行齿且与槽钢齿咬合良好;高强度螺栓咬合型连接的合理破坏模式为槽钢齿剪坏,其抗剪承载力与槽钢齿的剪切面积、抗剪强度有关;螺栓的安装扭矩不宜过大,能够保证齿咬合即可。根据试验结果,给出了咬合型连接的合理齿形以及单个螺栓抗剪承载力设计值的计算方法。

高强度螺栓咬合型连接的受拉试验研究

为研究支吊架用高强度螺栓咬合型连接的破坏机理与受拉承载力,分别进行了单个螺栓咬合型连接和典型连接的抗拉试验及有限元分析。考虑了槽钢和高强度螺栓规格等参数的影响,单个螺栓抗拉试验中共有66个试件,由六家企业提供。试验结果表明,在螺栓拉力作用下槽钢两侧卷边均绕腹板顶部棱线转动,并形成两条塑性铰线;螺栓安装扭矩对受拉承载力无影响。采用门式支架进行典型连接抗拉试验,按槽钢壁厚不同共设计6个试件。通过试验研究发现,角钢连接件对螺栓产生明显的撬力。为研究单个螺栓连接中槽钢塑性铰线长度和典型连接受拉承载力随固定螺栓间距和槽钢规格的变化情况,又对4个试件补充了有限元分析。结果表明:塑性铰线长度仅与槽钢卷边尺寸有关;角钢连接件的撬力作用能够约束卷边的竖向位移,提高卷边屈服荷载。根据试验和有限元分析结果,给出了单个螺栓连接受拉承载力设计值的计算方法,理论计算值与试验结果吻合较好。