螺栓节点 - 受剪拼接

描述

本研究重点对对称双盖板螺栓节点承载力的CBFEM（基于组件的有限元模型）与解析模型（AM）进行验证。

解析模型

螺栓受剪承载力及钢板承压承载力按 EN 1993-1-8:2005 第 3.6.1 节表 3.4 进行设计。对于长节点，按第 3.8 条考虑折减系数。按第 3.10 条考虑紧固件孔对被连接构件设计承载力的折减。

$$\textsf{\textit{\footnotesize{ Drawing 5.2.1 Joint geometry and dimensions}}}$$

承载力验证

将 CBFEM（基于组件的有限元模型）计算所得设计承载力与解析模型（AM）结果进行对比，结果汇总于表 5.2.1。参数包括螺栓材料、拼接板厚度、螺栓直径及螺栓间距，见图 5.2.1 至图 5.2.4。

$$\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 5.2.1 Sensitivity study for the bolt material}}}$$

$$\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 5.2.2 Sensitivity study for the splice thickness}}}$$

表 5.2.1 承载力敏感性分析

节点描述：拼接板 150/10mm，螺栓 2×M20，间距 p =70，e₁=50，盖板 2×150/6mm，钢材 S235

节点描述：拼接板高度 200mm，螺栓 3×M16 8.8，间距 p = 55mm，e₁ = 40mm，盖板 2×200/t mm，钢材 S235

节点描述：拼接板 120/10mm，螺栓 2×MX 8.8，盖板 2×120/10 mm，钢材 S235

节点描述：拼接板 200/6 mm，螺栓 3×M16 8.8，盖板 2×200/6mm，钢材 S235

$$\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 5.2.3 Sensitivity study for the bolt diameter}}}$$

$$\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 5.2.4 Sensitivity study for the distance of bolts}}}$$

敏感性分析结果汇总于图 5.2.5 所示图表中。结果表明，两种计算方法之间的差异低于 5 %。解析模型所得承载力总体偏高。

$$\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 5.2.5 Verification of CBFEM to AM for the symmetrical double splice connection}}}$$

基准算例

输入

被连接构件

• 钢材 S235
• 拼接板 200/10 mm

连接件

螺栓

• 3 × M16 8.8
• 间距 e₁ = 40 mm，p = 55 mm

2 块盖板

• 钢材 S235
• 钢板 380×200×10

输出

• 设计承载力 F_Rd = 258 kN
• 控制工况为被连接拼接板的承压

$$\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 5.2.6 Benchmark example of the bolted splices in shear}}}$$