装配式钢结构建筑中M24高强度螺栓常幅疲劳设计方法的建立
发布时间：2021-03-18 12:37
M24高强度螺栓是装配式钢结构建筑中应用最广泛的螺栓规格之一。借助美国进口的MTS Landmark 370.50伺服液压疲劳试验机,针对20MnTiB、10.9级、M24高强度大六角头螺栓进行了3个静力拉伸试验和14个常幅疲劳试验,通过断口分析揭示了疲劳破坏的特点及机理,得到了相应的疲劳曲线,建立了其常幅疲劳设计方法,并建议将该连接构造归入《钢结构设计标准》（GB 50017-2017）表16.2.1-1中的Z5类。
【文章来源】：太原理工大学学报. 2020,51(05)北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
试验装置
根据断裂试样分析,所有高强度螺栓常幅疲劳破坏模式都是螺栓杆发生疲劳断裂,且疲劳断口均产生于螺杆与螺母咬合处外露的第一个螺纹牙底处,说明高强度螺栓的常幅疲劳破坏主要由应力集中引起。试样典型的断裂模式见图4.高强度螺栓疲劳断口分析是研究其疲劳过程、分析疲劳失效原因的重要方法[12],通过检测可以提供材料或构件疲劳断裂细节,记录裂纹的萌生、扩展和最终断裂过程中的重要信息。本文选取高,中,低应力幅下的典型试样M24-1,M24-7和M24-14,通过扫描电子显微镜进行了疲劳破坏断口的宏观和微观(包括疲劳源区、裂纹扩展区和瞬断区)金相分析,初步揭示了高强度螺栓的疲劳断裂机理。
本试验首先随机选取3个M24高强度螺栓连接副进行单向静力拉伸试验,以检验螺栓的静力性能并确定合适的疲劳试验加载等级。表2为静力试验结果,其各项力学性能指标均满足标准要求。在静力载荷条件下M24高强度螺栓的应力-应变曲线见图2.表2 静力试验结果Table 2 Static test results 高强螺栓编号 强度/MPa 伸长率 δ ˉ /% 收缩率 ψ ˉ /% σ0.2 σ 0.2 ˉ σb σ b ˉ M24-J1 1 057.3 1069 1 174.8 1188 10 42 M24-J2 1 102.9 1 225.5 M24-J3 1 046.9 1 163.2 注:σ0.2为屈服强度实测值; σ 0.2 ˉ 为实测屈服强度平均值;σb为极限抗拉强度实测值; σ b ˉ 为实测极限抗拉强度平均值; δ ˉ 为实测伸长率平均值; ψ ˉ 为实测收缩率平均值。
【参考文献】：
期刊论文
[1]在悬挂吊车作用下螺栓球节点网架的疲劳性能[J]. 冯秀娟,林醒山,潘文,秦云,黄炳生. 建筑结构学报. 1995(04)
本文编号：3088337
【文章来源】：太原理工大学学报. 2020,51(05)北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
试验装置
根据断裂试样分析,所有高强度螺栓常幅疲劳破坏模式都是螺栓杆发生疲劳断裂,且疲劳断口均产生于螺杆与螺母咬合处外露的第一个螺纹牙底处,说明高强度螺栓的常幅疲劳破坏主要由应力集中引起。试样典型的断裂模式见图4.高强度螺栓疲劳断口分析是研究其疲劳过程、分析疲劳失效原因的重要方法[12],通过检测可以提供材料或构件疲劳断裂细节,记录裂纹的萌生、扩展和最终断裂过程中的重要信息。本文选取高,中,低应力幅下的典型试样M24-1,M24-7和M24-14,通过扫描电子显微镜进行了疲劳破坏断口的宏观和微观(包括疲劳源区、裂纹扩展区和瞬断区)金相分析,初步揭示了高强度螺栓的疲劳断裂机理。
本试验首先随机选取3个M24高强度螺栓连接副进行单向静力拉伸试验,以检验螺栓的静力性能并确定合适的疲劳试验加载等级。表2为静力试验结果,其各项力学性能指标均满足标准要求。在静力载荷条件下M24高强度螺栓的应力-应变曲线见图2.表2 静力试验结果Table 2 Static test results 高强螺栓编号 强度/MPa 伸长率 δ ˉ /% 收缩率 ψ ˉ /% σ0.2 σ 0.2 ˉ σb σ b ˉ M24-J1 1 057.3 1069 1 174.8 1188 10 42 M24-J2 1 102.9 1 225.5 M24-J3 1 046.9 1 163.2 注:σ0.2为屈服强度实测值; σ 0.2 ˉ 为实测屈服强度平均值;σb为极限抗拉强度实测值; σ b ˉ 为实测极限抗拉强度平均值; δ ˉ 为实测伸长率平均值; ψ ˉ 为实测收缩率平均值。
【参考文献】：
期刊论文
[1]在悬挂吊车作用下螺栓球节点网架的疲劳性能[J]. 冯秀娟,林醒山,潘文,秦云,黄炳生. 建筑结构学报. 1995(04)
本文编号：3088337
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