高溫下高強度螺栓連續(xù)性能研究.pdf

1、火災(zāi)是當今世界上嚴重威脅人類生命財產(chǎn)安全的常發(fā)性災(zāi)害之一。隨著我國國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)建筑大量涌現(xiàn)，鋼結(jié)構(gòu)有著眾多優(yōu)點，但其耐火性較差。鋼結(jié)構(gòu)在火災(zāi)中，構(gòu)件溫度迅速上升，當鋼材溫度達到400℃時，屈服強度降至常溫下的一半；鋼材溫度達到600℃時，鋼材基本喪失全部強度和剛度。因此當鋼結(jié)構(gòu)建筑在沒有采取防火措施或防火措施不足的情況下，一旦發(fā)生火災(zāi)，結(jié)構(gòu)極易遭到破壞甚至整體倒塌，嚴重威脅人民的生命財產(chǎn)安全。
　　 在鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計

2、中，節(jié)點是保證鋼結(jié)構(gòu)安全的重要環(huán)節(jié)，而高強度螺栓連接是鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點連接的重要形式，其具有連接緊密、受力性能穩(wěn)定、耐疲勞、可拆換、安裝簡單以及承受動力荷載時不易松動的優(yōu)點?；馂?zāi)中高強度螺栓連接性能直接關(guān)系到鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點的受力可靠，而節(jié)點的可靠程度直接關(guān)系到鋼結(jié)構(gòu)建筑在火災(zāi)中的安全。在工程實踐中，高強度螺栓摩擦型連接應(yīng)用廣泛，螺栓的預(yù)拉力值對其受力至關(guān)重要，火災(zāi)中由于高溫作用，高強度螺栓預(yù)拉力值發(fā)生損失，從而造成高強度螺栓摩擦型連接抗剪承載力下

3、降；當火災(zāi)中外力克服摩擦力后，高強度螺栓摩擦型連接轉(zhuǎn)為承壓傳力，其極限承載力亦隨著溫度的升高而降低。因此，如何確定高溫下及過火后的高強度螺栓連接性能至關(guān)重要，而我國在這方面的研究還不完善，試驗與理論研究均不多，尚處于起步階段。
　　 本文研究主要針對工程實踐中常用的10.9級M20扭剪型高強度螺栓進行了高溫下高強度螺栓抗拉試驗、高溫下高強度螺栓抗剪連接恒溫加載試驗及不同冷卻方式下高強度螺栓抗剪連接高溫過火后的性能研究，揭示了高溫

4、下高強度螺栓抗拉強度和屈服強度的變化規(guī)律、高溫下高強度螺栓抗剪連接滑移荷載和極限荷載的變化規(guī)律和不同冷卻方式下高溫過火后高強度螺栓抗剪連接滑移荷載的變化規(guī)律，并開展了相應(yīng)的有限元分析，深入分析研究了高強度螺栓抗剪連接的各種破壞狀態(tài)；在試驗和有限元分析的基礎(chǔ)上，對《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB50017-2003)中高強度螺栓摩擦型連接抗剪承載力計算公式和《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(GB50011-2008)中單個高強度螺栓抗剪連接極限承載力計算公式

5、提出了修改建議，為高溫下的高強度螺栓連接承載力計算提供參考。
　　 試驗研究表明，高溫下高強度螺栓的抗拉強度和屈服強度、高溫下高強度螺栓摩擦型連接的抗剪承載力設(shè)計值和極限荷載均隨著試驗溫度的升高而降低，通過綜合各試驗結(jié)果可以認為350℃為高強度螺栓連接的臨界溫度；高強度螺栓連接板摩擦面在高溫下破壞不大，高強度螺栓摩擦型抗剪連接高溫下和過火后抗剪承載力設(shè)計值的下降主要是因為高強度螺栓預(yù)拉力值的降低；高強度螺栓摩擦型連接過火后的抗剪