【摘 要】
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与普通钢相比,高强钢屈服强度及抗拉强度大幅提升,在结构受力性能、经济效益、低碳节能等方面具有显著优势,但其作为连接母材时高强度螺栓摩擦型连接节点的力学性能会发生变化。为推进高强钢的广泛应用,确保钢结构的安全可靠,需进一步完善高强钢连接节点的设计方法。本文受国家重点研发计划“高性能结构钢配套的连接材料和相应的连接技术”（2018YFC0705505）的资助,对高强钢配套高强度螺栓摩擦型抗剪连接的受力
【基金项目】
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国家重点研发计划“高性能结构钢配套的连接材料和相应的连接技术”（2018YFC0705505）；
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与普通钢相比,高强钢屈服强度及抗拉强度大幅提升,在结构受力性能、经济效益、低碳节能等方面具有显著优势,但其作为连接母材时高强度螺栓摩擦型连接节点的力学性能会发生变化。为推进高强钢的广泛应用,确保钢结构的安全可靠,需进一步完善高强钢连接节点的设计方法。本文受国家重点研发计划“高性能结构钢配套的连接材料和相应的连接技术”（2018YFC0705505）的资助,对高强钢配套高强度螺栓摩擦型抗剪连接的受力性能进行了研究,主要研究工作及成果如下:采用Q420、Q460、Q550、Q690四种钢材制作了25个试件,并开展了抗剪试验。研究了在抛丸表面处理方式下,钢材强度和螺栓等级（10.9和12.9级）对摩擦型抗剪连接受力性能的影响,提出了抗滑移系数建议值。结果表明:随着钢材强度的提高,抗滑移系数减小;更高等级的螺栓能提高摩擦型抗剪连接的抗滑移性能;Q420抗滑移系数建议取0.40,Q460系数取0.35,Q550和Q690系数取0.30。采用Q500q E制作了10个喷棱角砂、15个喷棱角砂后电弧喷铝涂层、15个喷棱角砂后无机富锌防锈防滑涂层试件,并开展了抗剪试验。研究了不同涂层、涂层厚度、螺栓等级（10.9和12.9级）对摩擦型抗剪连接受力性能的影响,提出了抗滑移系数建议值。结果表明:在规定范围内的涂层厚度对抗滑移系数的影响不显著;更高等级的螺栓能提高摩擦型抗剪连接的抗滑移性能;Q500q E喷棱角砂表面处理抗滑移系数建议取0.30,喷棱角砂后电弧喷铝涂层系数取0.70,喷棱角砂后无机富锌防锈防滑涂层系数取0.60。建立了摩擦型抗剪连接的有限元模型,从荷载-相对滑移曲线和抗剪承载力两方面与试验对比,验证了模型的准确性,研究了芯板板厚、钢材强度、摩擦面对摩擦型抗剪连接受力性能的影响。结果表明:对于Q420钢,抗滑移系数取0.60,芯板板厚小于18mm时,板厚越大承载力计算值越大,但板厚大于等于18mm时基本无影响;对于抗滑移系数取0.60,板厚小于18mm时,钢材从Q420变化到Q690,承载力计算值提高,但板厚大于等于18mm时基本无影响;对于板厚相同的Q420钢,摩擦面抗滑移系数从0.50增加到0.70,承载力计算值增大,但计算值与设计值之比逐渐减小。为保证抗剪承载力不受板厚的影响,根据计算结果提出各钢种配套10.9级M30螺栓摩擦型抗剪连接的最小板厚建议值,参照普通钢结构规范和高强钢相关研究,对高强钢连接设计方法提出了建议。
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