【摘 要】
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得益于日新月异的钢材加工生产技术及蓬勃发展的材料科学,冷弯薄壁型钢如今被全世界建筑行业大量使用。而随着冷弯薄壁型钢结构的普及,传统连接件逐渐在实际使用过程中逐渐浮现出一连串不易解决和克服的问题。于是,为解决自攻螺钉、拉铆钉等现有常用冷弯薄壁型钢连接件的各自劣势,拉铆螺母连接应运而生。与此同时,我国现行《冷弯薄壁型钢结构技术规范》对于此类新型的拉铆螺母连接也尚无技术标准可依。为解决上述问题,本文以“
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得益于日新月异的钢材加工生产技术及蓬勃发展的材料科学,冷弯薄壁型钢如今被全世界建筑行业大量使用。而随着冷弯薄壁型钢结构的普及,传统连接件逐渐在实际使用过程中逐渐浮现出一连串不易解决和克服的问题。于是,为解决自攻螺钉、拉铆钉等现有常用冷弯薄壁型钢连接件的各自劣势,拉铆螺母连接应运而生。与此同时,我国现行《冷弯薄壁型钢结构技术规范》对于此类新型的拉铆螺母连接也尚无技术标准可依。为解决上述问题,本文以“冷弯薄壁型钢拉铆螺母连接”为研究对象,进行了对厚度为1.5mm的S350冷弯薄壁型钢拉铆螺母连接抗剪承载力性能的系统研究与设计计算方法的探索,汇总如下:(1)本文首先对103组(含材料性能试验组)1.5mm厚度的S350冷弯薄壁型钢等厚板件拉铆螺母连接的抗剪性能进行了试验研究,得到了拉铆螺母连接情况下的试件破坏模式,不同破坏模式的荷载-位移曲线特征。(2)基于试验研究结果,深入分析了拉铆螺母数目、拉铆螺母排列方式、螺孔间距及螺孔端距等因素对连接件承载性能的影响。研究表明了冷弯薄壁型钢单颗与多颗拉铆螺母连接,其试件的抗剪承载能力随着端距的增大成正比;对于冷弯薄壁型钢多颗拉铆螺母连接,当端距较小时,试件抗剪承载能力随端距的增大而增大;当螺孔间距在小于等于7倍拉铆螺母直径的范围内变化时,试件抗剪承载力随着孔间距的逐级增大而大幅提高;拉铆螺母数目对冷弯薄壁型钢拉铆螺母连接性能提升最大,但其中存在“群效应”折减现象。(3)结合本研究数据与中国、澳大利亚/新西兰、欧洲冷弯薄壁型钢连接件的设计计算方法进行了对比,发现直接套用现行各国规范计算拉铆螺母连接强度时,均较不安全且未考虑“群效应”影响。于是,基于本试验分析成果提出了适用于冷弯薄壁型钢拉铆螺母连接的设计计算模式及公式,该设计计算方法考虑了连接件中存在的“群效应”和集中应力折减效应,分别引入相应的计算折减系数,具有较好的计算准确性和合理性。
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