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《武汉理工大学》 2006年
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高强度螺栓连接高温力学性能有限元分析

林文玉  
【摘要】:随着钢结构在工业与民用建筑领域的广泛使用,高强度螺栓连接作为其一种重要的连接形式也得到了推广和应用。由于钢材不耐高温,在某些特殊环境下,如钢结构建筑发生火灾或是对那些长期在高温下工作的钢构件,其抗力会有很大的削弱。而钢结构节点在高温下承载力下降的程度和这种下降在整个构件或建筑所占的比例还不为人们所完全了解。到目前为止,国内外这方面的研究并不多见。因此,我国钢结构设计规范也尚未涉及。 本文在简述钢结构建筑的发展、火灾的危害、钢结构抗火研究现状以及钢结构建筑火灾后安全性评估等内容后,重点介绍了高温下高强度螺栓连接试验和理论研究状况。以受剪和受拉两种形式的高强度螺栓连接为对象,利用ABAQUS通用有限元软件,建立了高温下高强度螺栓连接的有限元模型,模拟了高温下和火灾后高强度螺栓连接的受力性能,通过分析得到了各种温度下高强度螺栓连接抗拉、抗剪极限承载力的变化规律,并且与已有的试验和计算结果进行了比较。结果表明:随着环境温度的升高,高强度螺栓连接的抗拉和抗剪刚度和极限承载力显著下降。火灾后高强度螺栓连接极限承载力也随受火温度的升高而降低。 另外,本文还充分利用有限元模拟得到的数据结果总结了高强度螺栓预拉力与滑移荷载随温度的变化关系。利用最小二乘法拟合出高强度螺栓预拉力降低系数随温度的变化公式,并初步认为高强度螺栓受剪连接的滑移荷载在高温下降低的主要原因是高温下螺栓预拉力的损失。 本文的研究具有一定的实用价值,并可为同类研究提供参考依据。
【学位授予单位】:武汉理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TU391

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