自攻螺钉波峰连接的抗剪性能试验研究

为了满足防水要求,目前我国在蒙皮连接上广泛采用自攻螺钉在压型钢板的波峰处与构件相连的形式。通过对30个波峰连接的自攻螺钉连接件的试验研究,探索波峰连接的抗剪性能,同时比较支承构件(以下简称支承板)板厚不同对连接试件抗剪性能的影响。结果表明,支承板过薄时,对螺钉根部锚固力不足,会导致螺钉在受力过程中倾斜,使试件的抗剪承载力大大增加而刚度降低;支承板越薄,其性能对安装缺陷越敏感;当支承板达到一定厚度,其厚度的变化对试件抗剪承载力影响不大;压型钢板波高越高,试件的抗剪承载力越低;波峰连接的抗剪承载力和抗剪刚度远远低于相同条件下波谷连接的相应性能,连接的抗剪承载力的降低,将较大影响蒙皮体的整体抗剪性能,但与裸骨架相比,此种连接形式仍具有相当的受力蒙皮作用可资利用。

基于ANSYS的自攻螺钉波峰连接的抗剪性能有限元分析

为了满足防水要求,目前许多轻钢结构的屋面体系采用在压型钢板波峰处与构件连接的形式。由于波峰连接形式中,压型钢板和檩条不是紧密接触,因此比波谷连接形式的受力情况更加复杂。本文利用ANSYS程序,采用实体建模,并引入接触非线性,对自攻螺钉波峰连接的抗剪性能进行有限元模拟分析,并与试验结果进行对比分析。分析结果表明:有限元模型可以精细模拟出真实试件的变形和荷载位移曲线的走势,与试验结果拟合很好,应力分布规律也符合其变形和破坏模式。因此,此有限元模型可以作为替代试验分析的理想模型。

波峰连接的受力蒙皮体抗剪性能数值模拟分析

为了研究波峰连接的受力蒙皮体的抗剪性能,在已有试验研究的基础上,开展了数值模拟分析。有限元分析得到的荷载和位移曲线与试验结果吻合良好,不同受力蒙皮体的极限抗剪强度和最大剪切位移也与试验结果基本相符,有限元分析尚可揭示连接件的剪力分布规律。