新型全螺栓连接轻钢结构抗震性能及设计方法研究

基本信息
批准号:51368052
项目类别:地区科学基金项目
资助金额:50.00
负责人:何明胜
学科分类:
依托单位:石河子大学
批准年份:2013
结题年份:2017
起止时间:2014-01-01 - 2017-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:袁康,王晓东,廖欢,田振山,郭坤,郁晓玲
关键词:
设计方法全螺栓连接轻钢结构抗震性能
结项摘要

Steel structure of Lightweigth building with ecological composite wall is a good seismic performance and green environmental protection structure, it 's applicated and promoted at town construction in Xinjiang construction corps.Because it is Vast and sparsely populated in Xingjiang province, and Welders sorely lacking, it can not be guaranteed to rectangular steel columns and beams bolted and welded connections construction quality. In the subject, according to the joints problem in construction of steel structure of lightweight building, a kind of new type high strength bolted connection steel structure is put forward. Research in the subject a new high-strength anti-loosening bolt, the screw is not needed nut, steel plate is connected directly in joints connection. The connection mode is not only convenient for the rectangular steel tube column and steel beam but also can be adapted to joint connection of any section forms. The main study content: By research and development of new type high strength screw, puts forward a bolt structure suited to the engineering application, and gives shear and tensile bearing capacity calculation method of new type high strength bolt; by seismic performance study of bolted connection beam column joints, given influencing factor of joints about seismic performance , put forward joint bearing capacity calculation method and gives the joint design construction requirements ; finally, frame test and theoretical study is go, it is put forward to new high-strength screw steel frame calculation model and seismic design theory.The construction of the structure is simple, cheap, and have a larger role to steel structure of lightweight building used and urbanization development of the Xingjiang Corps.

轻钢生态复合墙板结构具有抗震、环保和节能的优点,非常适合新疆地域和气候特性,在新疆兵团城镇化建设中被大力推广应用。新疆地广人稀,焊工缺乏,使得矩形钢柱和梁的栓焊连接施工质量无法保障。针对轻钢结构在兵团城镇化建设中遇到的困难,提出一种新型全螺栓连接轻钢结构。具体思路为研究一种防松动的新型高强螺栓,该螺栓不再需要螺母,预先在钢板上钻出丝孔,以单边螺栓方式把矩形钢管等封闭截面柱与钢梁连接设置为全螺栓连接。研究内容: 进行新型防松动高强螺栓试验与理论研究,研制出适合工程应用的螺栓构造形式;并给出单个螺栓的抗拉承载力和螺栓群的抗剪承载力计算方法;进行新型高强螺栓梁柱节点抗震性能研究,提出影响节点抗震性能因素,给出节点承载力计算方法;最后进行框架试验和理论研究,提出新型全螺栓连接轻钢结构的计算模型、抗震设计方法和构造措施。 该结构施工方便,造价低廉,对轻钢结构广泛应用和兵团城镇化建设具有较大促进作用

项目摘要

轻钢生态复合墙板结构具有抗震、环保和节能的优点,非常适合新疆地域和气候特性,在新疆兵团城镇化建设中被大力推广应用。新疆地广人稀,焊工缺乏,使得矩形钢柱和梁的栓焊连接施工质量无法保障。针对轻钢结构在兵团城镇化建设中遇到的困难,提出一种新型全螺栓连接轻钢结构。具体方法为预先在钢板上钻出丝孔,该螺栓不再需要螺母,以单边螺栓方式把矩形钢管等封闭截面柱与钢梁连接设置为全螺栓连接。.通过新型全螺栓连接的单个螺栓承载力研究,得出挤压型螺纹加工方式承载力最好,当钢板厚度达到16mm时,螺栓承载力趋于稳定。通过螺栓群承载力分析,提出当螺栓群受力时,孔边板的屈服相互影响,板更容易进行屈服阶段。螺栓间距、螺栓直径、板厚度及板强度和螺栓承载力之间具有很强相关关系。通过新型全螺栓和普通全螺栓连接的防松动试验表明,二者之间区别也不是很大,都能满足安全要求。根据试验和理论研究提出了相应螺栓承载力计算方法。.通过新型全螺栓与普通全螺栓节点的对比试验表明,二者在抗震性能方面区别不大。通过方钢管柱与H型钢梁节点抗震性能研究,得出随着柱壁、梁端板厚度的不断增大,节点的滞回曲线也更加饱满,极限承载力也较大;梁端板厚度相同,柱壁厚度相对较厚的节点的极限承载力高,延性较好;当端板及壁厚均很大,达到24mm时,其承载力会提高,但抗震性能变差。对于截面200mm*200和300*300的方钢管柱,截面尺寸越大,耗能能力越强。而柱壁端板厚度过大,截面尺寸大,耗能能力反而下降。.根据有限元数值分析可得出,螺栓直径取值为20mm时较为合适,端板厚度16mm最好。通过新型全螺栓与普通栓焊连接的整体框架试验可以得出,新型全螺栓连接的承载力及抗震性能均优于普通栓焊连接。最后通过以上试验研究、数值分析和理论推导提出了新型全螺栓节点的抗震计算方法及相应构造措施。.该结构施工方便,造价低廉,对轻钢结构广泛应用和兵团城镇化建设具有较大促进作用

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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