螺栓连接节点的探讨
螺栓连接在装配式建筑中的应用与优化分析
螺栓连接在装配式建筑中的应用与优化分析在装配式建筑中，螺栓连接是一种常见的连接方式。
本文将对螺栓连接在装配式建筑中的应用与优化进行分析。
一、螺栓连接的概述螺栓连接是指通过紧固螺栓将构件或结构体连接起来形成一个整体。
在装配式建筑中，螺栓连接广泛应用于钢结构、混凝土框架和模块化构件等方面。
1.1 螺栓连接的优点螺栓连接具有以下优点：首先，安全可靠：采用螺栓连接可以保证结构的稳定性和强度，确保装配式建筑的整体结构牢固可靠；其次，易于拆卸：使用螺栓连接可以简化维修和拆除工作，方便后期维护和改造；再次，适应性强：不同规格型号的螺栓能够适应各种场合和需求，在多样化的应用场景中灵活运用。
1.2 螺栓连接存在的问题然而，在实际应用过程中，我们也需要面对一些与螺栓连接相关的问题：首先，安装难度大：由于需要进行多次组装和紧固，螺栓连接的安装过程相对复杂，需要专业技术人员进行具体操作；其次，易受环境影响：螺栓连接在恶劣环境下容易出现锈蚀和腐蚀等问题，影响连接件的使用寿命；再次，刚性差：相比于焊接连接，螺栓连接在一定程度上存在刚性差的问题，可能会导致结构的变形或者震动。
二、螺栓连接在装配式建筑中的应用2.1 钢结构中的应用钢结构装配式建筑是目前较为常见的一种建筑形式。
在钢结构中，使用高强度紧固螺栓来连接梁柱和框架是常见做法。
这种连接方式能够承受大量水平和垂直荷载，并且便于装配与拆卸。
通过对安装工艺的优化和力学性能的研究，可以提升钢结构装配式建筑的整体质量和稳定性。
2.2 混凝土框架中的应用混凝土框架结构是另一种常见装配式建筑形式。
在混凝土框架中，螺栓连接主要应用于连接柱、梁和地基板之间的节点。
通过优化节点设计和选择适当的螺栓型号规格，能够提高连接的刚性和稳定性，确保整个结构的安全性和可靠性。
2.3 模块化构件中的应用随着装配式建筑技术的发展，模块化构件得到了广泛应用。
在模块化构件中，采用螺栓连接能够方便地将不同构件进行组合，并实现快速拆卸与重组。
装配式建筑节点连接方式
装配式建筑节点连接方式一、螺栓连接螺栓连接是装配式建筑最常用的一种连接方法，具有连接强度大、易于拆卸和重复使用等特点。
螺栓连接的基本方法是将大型构件的孔洞制成长圆孔并采用带有弹垫板的螺栓连接。
螺栓连接有两种类型，一种是高强度螺栓连接，另一种是普通螺栓连接。
二、焊接连接焊接连接是将构件通过熔化的方法接在一起，具有高强度、紧密、不易松动的优点。
但焊接连接也有一些缺点，例如焊接过程中会损失其它的性能，焊接处会产生应力集中，而且不易进行拆卸。
三、铆接连接铆接连接是在孔上安装铆钉并同样使用铆钳将铆钉拉紧到构件上。
因为铆接工艺简单、可靠、方便，所以在装配式建筑中迅速成为了一种主流连接方式。
四、接头螺栓连接接头螺栓连接是在构件上钻孔并加装螺栓。
螺栓通过孔穿过两个构件，以实现连接。
接头螺栓连接一般适用于风荷载较小的项目，连接强度不及螺栓连接与焊接连接。
五、异型连接异型连接是通过设计钩子、卡口或锁扣来实现的。
这种连接方法的优点是连接简便、结构紧凑，但是必须保持接头间的紧缩才能保持强度。
六、粘合连接粘合连接是一种将构件用特殊的胶进行粘合的方法。
粘合连接的优点是连接面积大、结构高强度、透明度高等。
但是需要注意的是，粘合连接必须保持接触面积大、清洁干燥，否则可能会导致不良的连接效果。
七、预置式连接预置式连接是一种将预先注浆的连接方式。
预置式连接方法适用于混凝土构件连接时使用，它的优点是连接坚固、接缝紧密、不会产生裂缝等。
但是需要注意的是，在施工前必须精确测量，否则会影响连接质量。
综上所述，节点连接方式在装配式建筑中非常重要，每种连接方式都有其优点和缺点，需要根据具体情况进行选用。
同时，在进行节点连接时，必须严格按照设计要求进行施工，确保连接质量。
门式刚架节点螺栓连接的刚度分析
门式刚架节点螺栓连接的刚度分析本文通过《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》（2012年版）（下文简称《规程》）7.2节新增节点设计内容，根据节点转动刚度公式，分析了提高门式刚架节点刚度的各种措施，得出了结构设计工作中如何满足刚性节点要求的一些有效措施。
并从工程实际问题出发，提出了一些工程实际应用中具体面临的问题。
标签：门式刚架；梁柱连接；刚性节点1 概述梁柱连接是门式刚架结构的一个基本组成部分，对于整个结构的受力与安全具有重大影响。
一旦连接发生破坏，结构构件再强也不能发挥作用。
门式刚架的梁和柱通常采用半刚性的螺栓端板连接，这种梁柱连接设计有些达不到刚节点要求，不仅使刚架的位移增大，还使其承载力下降。
多跨刚架，中柱全部用摇摆柱时，边柱和梁连接的刚度更是举足轻重[2～4]。
《规程》将梁与柱端板连接节点的刚度计算内容加入修订条文，要求把连接节点设计成全刚性的[1]。
本文针对《规程》中新增刚接节点的相应内容，由EXCEL编写了节点刚度计算程序，分析了提高门式刚架节点刚度的措施，提出了结构设计工作中如何满足节点刚度要求的一些有效措施和具体面临的问题。
2 节点刚度设计探讨梁柱连接节点在弯矩M作用下发生转动，梁端转角大于柱顶转角，二者之差θ即为梁与柱的相对转角。
则节点的转动刚度为产生单位相对转角所需要的弯矩，即R=M/θ。
由公式可知θ角越小，节点刚度愈大，越接近完全刚性。
节点的相对转角θ由主要由柱腹板区的剪切变形、螺栓拉伸、端板及柱翼缘弯曲变形产生，其中，主要为端板弯曲和柱剪切变形。
2.1影响节点刚度的因素分析《规程》中单跨门式刚架梁与柱的连接节点，转动刚度R按照（7.2.21-1）计算。
多跨框架的中柱为摇摆柱时，式中的系数应适当提高，可取40或50。
式中：R——刚架横梁与柱连接节点的转动惯量；Ib——刚架横梁跨间的平均截面惯性矩；lb——刚架横梁的跨度；E——钢材的弹性模量。
节点构造形式可以有多种形式，如梁柱节点横接、竖接和斜接等。
装配式建筑施工中的节点连接与密封处理
装配式建筑施工中的节点连接与密封处理随着现代建筑行业的快速发展，装配式建筑施工方式受到越来越多的关注。
与传统施工方式相比，装配式建筑具有高效、节能、绿色等特点。
而在装配式建筑施工过程中，节点连接与密封处理是关键环节之一。
本文将介绍装配式建筑施工中常用的节点连接方式，并重点探讨节点密封处理方法。
一、节点连接方式1. 螺栓连接螺栓连接是最常见的节点连接方式之一。
它使用带有螺纹的钢制件将构件连接起来。
螺栓连接具有拆卸方便、结构可靠等优点，适用于各种类型的构件组合。
在装配式建筑中，螺栓通常采用预埋法或者焊接法固定。
2. 高强度铆钉连接高强度铆钉是另一种常用的节点连接方式。
它采用铆钉将金属构件牢固地连接在一起。
高强度铆钉具有承载力大、抗震性好等特点。
然而，在选择和设计高强度铆钉时需要注意合理的构件厚度和纵横向间距。
3. 焊接连接焊接连接是常用于装配式建筑施工的节点连接方式之一。
通过焊接，可以将金属构件永久性地连接在一起。
然而，在设计焊接节点时需要考虑材料的热变形和冷却收缩等因素，以保证连接质量。
二、节点密封处理方法1. 密封胶填充在装配式建筑中，为了保证构件之间的密封性能，常采用密封胶进行填充。
密封胶具有柔性好、耐老化等特点，可以有效预防水、气体渗透。
在进行密封胶填充时，需要选择适合的密封胶种类，并根据施工要求进行正确的涂抹或注入操作。
2. 橡胶垫片橡胶垫片是常用于装配式建筑中的节点密封处理材料之一。
它具有良好的弹性和耐腐蚀性能，可以使构件之间达到良好的密封效果。
在进行橡胶垫片应用时，需要注意选择与构件材料相适应的橡胶种类，并保持垫片的完整性和正确的安装位置。
3. 密封胶带密封胶带是常用于装配式建筑节点密封处理的材料之一。
它通过在节点周围进行缠绕或粘贴，形成一道防水、气密的屏障。
在使用密封胶带时，需要选择适合的胶带种类，并确保正确的操作方法和层压数量，以达到预期的密封效果。
总结起来，在装配式建筑施工中，节点连接与密封处理是至关重要的环节。
浅析欧洲规范钢结构设计中的螺栓连接设计
近 年来 随 着 国 内 公 司 承 包 的 国 际 工 程 日趋 增 多 涉 外 钢 结 构 设计 也 日趋 频 繁 ； 单 的采 用 中 国规 范 设 计 ， 外 咨 询 简 国 公 司复 核 的传 统 做 法 日趋 显得 繁琐 和 成 本 劣 势 。 系 统 研 究 并 完 全 采 用 欧 洲 规 范 系统 进 行 设 计 势 在 必 行 。 欧洲 规 范 体 系完善缜密 ． 并且 各 种 参 数 和 影 响 系 数 较 中 国 规 范 繁 杂 ， 对
学 习 欧 洲 规 范造 成一 定 困难 。
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１螺 栓 设 计
１１螺 栓 的 屈 服 强 度 和 极 限 抗 拉 强 度 标 准 值 ．
同 济 大 学 出 版 社 ．９ ６ １９ ．
１ ０７
表 ２ 螺 栓 设 计 分 组
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装配式建筑施工中常见的节点连接问题及对策
装配式建筑施工中常见的节点连接问题及对策引言：随着城市化进程的加快和人们对建筑品质要求的提高，装配式建筑逐渐成为现代建筑行业的主流趋势。
由于装配式建筑施工时段短、效率高，并且具备环保、节能等优势，因此受到了广泛关注和应用。
然而，在实际施工过程中，节点连接问题成为一个必须要面对和解决的挑战。
本文将探讨装配式建筑施工中常见的节点连接问题，并提出相应的对策。
一、刚性连接引起的问题及对策在装配式建筑中，刚性连接是常见的一种节点连接方式。
这类连接方式具有结构稳定、强度高等特点，但也存在不容忽视的问题。
1. 钢结构刚性节点接头焊接时易产生变形：钢结构在焊接过程中会产生热应力和收缩变形，导致刚性节点接头产生偏移或者变形。
这样会影响整体结构的稳定性和精度。
解决方案：①使用预制焊接方法：通过预制件来减少现场焊接操作，降低焊接变形的可能性。
②控制焊接工艺参数：合理控制焊接过程中的温度和应力，减小热应力和收缩变形的发生。
③采用压装技术：通过增加紧固螺栓等方式，消除焊接产生的偏移或变形。
2. 刚性连接造成刚度失调：不同材料的刚性连接容易导致刚度失调，造成节点处的应力集中。
这会降低结构整体稳定性，并且加剧节点疲劳破坏的风险。
解决方案：①优化材料搭配：在设计阶段充分考虑材料刚度差异，选择相近刚度的材料进行连接。
②增加剛結節位置：适当增加剛結節位置数量和分布，减轻单个节点受力。
二、可拆卸连接引起的问题及对策除了刚性连接外，在装配式建筑中还广泛使用可拆卸连接方式。
然而，这种连接方式也存在一些常见问题。
1. 可拆卸连接易出现松动：由于施工、运输等因素，可拆卸节点连接经常出现松动的情况。
这不仅会导致结构强度下降，还可能引发严重的安全问题。
解决方案：①使用专用连接件：采用设计合理、质量可靠的连接件，可以减少连接松动的概率。
②加强检查和维护：定期检查连接部位的紧固状态，及时发现并处理松动问题。
③提高工人培训质量：加强施工人员的培训，提升他们对可拆卸节点连接操作的熟练程度。
螺栓连接的有限元分析
1 概述螺栓是机载设备设计中常用的联接件之一。
其具有结构简单,拆装方便,调整容易等优点,被广泛应用于航空、航天、汽车以及各种工程结构之中。
在航空机载环境下，由于振动冲击的影响，设备往往产生较大的过载，对作为紧固件的螺栓带来强度高要求。
螺栓是否满足强度要求，关系到机载设备的稳定性和安全性。
传统力学的解析方法对螺栓进行强度校核，主要是运用力的分解和平移原理，解力学平衡方程，借助理论和经验公式，理想化和公式化。
没有考虑到连接部件整体性、力的传递途径、部件的局部细节(如应力集中、应力分布)等等。
通过有限元法，整体建模，局部细化，可以弥补传统力学解析的缺陷。
用有限元分析软件MSC.Patran/MSC.Nastran提供的特殊单元来模拟螺栓连接，过程更方便，计算更精确，结果更可靠。
因此，有限元在螺栓强度校核中的应用越来越广泛。
2 有限元模型的建立对于螺栓的模拟，有多种模拟方法，如多点约束单元法和梁元法等。
多点约束单元法(MPC)即采用特殊单元RBE2来模拟螺栓连接。
在螺栓连接处，设置其中一节点为从节点(Dependent)，另外一个节点为主节点(Independent)。
主从节点之间位移约束关系使得从节点跟随主节点位移变化。
比例因子选为1,使从节点和主节点位移变化协调一致，从而模拟实际工作状态下，螺栓对法兰的连接紧固作用。
梁元法模拟即采用两节点梁单元Beam，其能承受拉伸、剪切、扭转。
通过参数设置，使梁元与螺栓几何属性一致。
本文分别用算例来说明这两种方法的可行性。
2.1 几何模型如图1所示组合装配体，底部约束。
两圆筒连接法兰通过8颗螺栓固定。
端面受联合载荷作用。
图1 三维几何模型2.2 单元及网格抽取圆筒壁中性面建模，采用四节点壳元(shell)，设置壳元厚度等于实际壁厚。
法兰处的过渡圆弧处网格节点设置密一些，其它可以相对稀疏。
在法兰上下两节点之间建立多点约束单元(RBE2，算例1,图3)或梁元(Beam, 算例2,图4)来模拟该位置处的螺栓连接。
梁-钢管柱节点暗螺栓连接研究概述
Ｊ ＮＴＳ Ｗ Ｉ ｏＩ ＴＨ Ｉ ＢＬ ＮＤ ＢｏＬＴＳ
Ｗ Ｕ Ｙｕ ｑ ｎ — ｕａ 。 Ｗ ＡＮＧ Ｆａ
（ ． ｅｔｏ Ｂ ｉ ｉｇＥ ｇ ｅｒ ｇ Ｔ ｎｊ Ｕ ｉ ，ｈｎ ｈ ｉ ０ ０ ２ Ｃ ｉａ １ Ｄ ｐ． ｆ ｕｌ ｎ ｎ ｉ ｅｉ ， ｏ ｇ ｎｖ Ｓ ａｇ ａ ２ ０ ９ ， ｈｎ ； ｄ ｎ ｎ ｉ ．
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温州
３ ５０ ２ ０ ０）
【 摘
要 】 暗螺栓连接节点形式多样 ， 国外 ， 源于 国内 也有一定 的研究。方钢 管柱采用 暗螺栓进 行连接 ， 具
有方便 、 美观等优点 ， 中对暗螺栓节点的主要形式 ， 国内外对此类 连接节点性 能研究做相关 的介绍 ， 括节点 文 及 包
的静 力性 能 ， 力 性 能 。 动
且遇到罕 遇 地震 时 ， 柱 接合 部 折 断 的危 险 性很 很 钢 大 。故而近年来发展可单边 连接 系统 ， 即所谓 的暗螺
柱 截面尺 寸小 ， 内隔 板不 易安装 ， 而外 隔板虽施 工方 便 ， 由于布置在柱 的外 面 ， 但 影响 室 内美 观 ； 统做法 传 是将 柱在节 点 区截断 ， 加焊 横隔板 后再 接合 ， 样做 这
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的厚度增加 ，刚度增大 ，受 钢筋混凝土柱 的受压更均匀 ，有 利于节点核心区的抗剪；
图１ 计算结果和 试验结果对比（ 柱顶荷载一位 线） 移曲
以上从屈服位移和初始刚度表 明有 限元 的计算结 果与 试
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因。因此 ，以下将 主要从节 点破坏 模式 、柱端力 一位移 关 系 、整个节点的极 限承载力 来对节点进行分析比较 ，并对节
有限 元分析曲线的前面一段斜率要大于 试验数据拟 和曲
线的斜率 ，这表明有限元模型的初始刚度要比试 验数据 曲线 的初 始刚度要大 ，其原 因主要是因为在有限元分析 中假定角 钢与混凝土是协同工作 ，无滑移。而实际试 验中角钢 与混凝 土之 间产生了少量的滑移 。从而导致了有限元分析 中节点的 初始刚度较试 验中离 。 同时 图中表 明试验模 型比有 限元模 型的极 限承 载力 要 大 ，分析原 因主要是有限元计算 中材料的屈服应力是按标 准 值输入 的 ，而实际材料的应力要大于标准值所致 。相对 于有
限元分析 ，在试 验当中，十字节 点的挠度过大 ，主要原因： （）钢构件与混凝土没有完全协同工作； １
点设计进行优化 。 １ 有限元与试验结果对 比 ． ２
曲线和有限元分析得 出的柱端荷载一位移曲线的对比图 ，根 据 试验数据得 出节 点构 件塑 性迅速发 展 时 ，柱端 的位移 为 ３ ｍ左右 。而有 限元 计算分析 中 ，由于迭 代收敛上 的原 因， ０
（）试验构架本身的刚度问题； ２ （）试件安装的空隙 问题 。 ３
如图１ 示为 反复加载试验得出的柱端荷载一位移 所 低周 ２ 螺杆连接节点性 能影 响参数
２１ 端板厚度 ． 节点的总变形假设为三部分 ，即柱 变形 ，梁变形和节 点
节 点的塑 ｆ 生迅速 发展 时的下 降段难以获得 ，所以把有限元的 极限位移近似为本节 点的塑性发展位移 。根 据有限元 所得 的 荷 载一 位移数据 ，节点局部 塑性迅速发 展的柱端 位移为 ２ ７ ｍ ｍ，与试验值相近 。同时从图 中可 以发 现有 限元分析所得 曲线和试验数据 所得曲线两者在 初始阶段的斜率基 本相 同， 这表明数值模型和试 验物理模型两者的初始刚度基本相 同。
进一步的研究评价有很大的参考意义 。
【 稿 日期 ２０ —７ １ 收 ０８０—６
Ｉ／ ｝ ・ ｏ ・ 一
Ｏ ５ Ｉ Ｓ ｏ ５ ３ ｍ Ｏ ２ ＂ 位移／ｏ ｌ ２ Ｓ ．
图 ２ 端 板 厚 度 影 响
５１
‘
维普资讯
１ ． 评价节点抗震性能的指标主要包括 以下几个方面： 恢复力 曲线 ，延性 ，耗能能力 ，节点区剪切变形 ，破坏模式 ，初始 刚度 ，强度退化和刚度退化。而这些关键因素之间存在内在 联系 ，相互影响并相互制约。其中破坏模式是影响节点恢复 力曲线 、延性 、耗能能力 、强度退化和刚度退化的根本原因； 节点区抗剪能力是影 响节点区剪切变形和初始刚度的根本原
辽
宁
建
材
２０ ０ ８年 第 ７期
从 图 ２中可以看 出 ，端板的影响作用主要表现在 以下几 个方面：
（）螺杆连接节点 的初 始连接刚度与 端板 厚度有 关 ，端 １ 板越 厚 ，初始连接 刚度 越大 。但是当端板厚度达到一定 数值 （０ ２ ｍ） ，两者变化明显减小 。 ２ ￣ ５ｍ 后 （）端板对梁 的塑性破 坏状态的影 响 ，集 中表现在 端板 ２ 约束梁翼缘 的变形 ，导致 梁受拉翼 缘三 向应 力状态 的出现 ， 从而使得应力沿梁端分布变化剧烈 ，并且在翼缘两端应 力值
１０ ４
ｚ
部分混凝土柱的变形 。而螺杆连接中由于引入了端板 ，使得 节点总变形 中不但要考虑端板本身的变 形 ，而且端板 的存在 将会对其它组件的变形产生重要的影响 ，而现行 的规范并未 考虑端板的这种影响 ，仍然沿用全 焊接连接 的设计公式 来计 算 各组件 包括杜 腹板 的应力应 变等 ，这显然 与实 际情况 不 符 ，更 为重要 的是不 同的端板 厚度所 产生 的影响也 是不 同 的。鉴于这一点 ，本文对端板的厚度进 行修 改 ，试验 中螺杆 连接节 点端板 的厚度为 １ ｍ，现将 端板厚度 改为 １ 、２ 、 ６ｍ ２ ０
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◎ 论
文
螺栓连接节点的探讨
赵 敦 实
（徐 州飞虹 网架 （ 团）有 限公 司，江 苏 徐 州 ２ １０ 集 ２ ０ １）
［ 摘 要 ］随着建筑增层改造的增多 ，新增夹层的粱和原有柱连接节点的处理成为工程 的难 点。本文探讨对螺栓连接 的节点 ，利用 ＡＮ Ｙ Ｓ Ｓ软件对 螺杆连接节 点建立 了有限元模 型 ，进仃 Ｊ数值 分析 ，与试验结 果进仃对比 ， ， 并研究了对节点性 能产生重要影响的一些 因素 ，提出了优 化节点设计的具体方法 。 ［ 关键词 ］螺栓连接 ；节点 ；探讨 ［ 中图分类号 ］Ｔ ３２１ Ｕ ５ ．１ ［ 文献标识码 ］Ｂ ［ 文章编号］１０ — １２ ２０ ）７ ０５ — ２ ０９ ０４ （０ ８０ — ０ １ ０