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新型H形梁与H形柱弱轴栓焊混合连接的受力性能研究
摘要：本文研究了新型H形梁与H形柱弱轴栓焊混合连接的受力性能。通过试验及有限元分析，探究了焊缝长度和栓孔距板端距离对受力性能的影响。结果表明，在满足构件耐力要求的前提下，采用弱轴栓焊混合连接的方案可以实现构件连接的高效、经济和可靠。
关键词：弱轴栓焊混合连接；H形梁；H形柱；试验；有限元分析
1.研究背景
目前，新型H形梁和H形柱已成为钢结构中常用的构件型号。然而，传统的构件连接方法存在一些不足之处，比如构造复杂、施工难度大等。鉴于此，弱轴栓焊混合连接新型H形梁和H形柱可能成为一种有效的连接方式。弱轴栓焊混合连接是指通过在构件失稳产生剪力时，栓和焊缝共同工作承受扭剪力的构件连接方式。
2.研究目的
本文旨在探究弱轴栓焊混合连接新型H形梁和H形柱的受力性能，分析不同焊缝长度和栓孔距板端距离对弱轴栓焊混合连接的影响，以期提高钢结构构件连接技术。
3.试验方法
本文采用了试验方法和有限元分析方法相结合的方式，探究弱轴栓焊混合连接的受力性能。
3.1样件制备
根据实际工程应用情况，选取新型H形梁和H形柱钢材Q345B，板材采用Q235B，均符合GBT1591-2008《低合金高强度结构钢》标准。本文采用了焊接和钻孔的方式制备了试验用样件。
3.2试验方案
通过水平试验和剪力试验，分别测试了采用不同焊缝长度和栓孔距板端距离焊缝的H形梁和H形柱的受力性能。
3.3试验结果分析
通过试验结果分析，可以得出以下结论：
(1)焊缝长度对试验结果有明显影响。当焊缝长度较小时，弱轴栓焊混合连接的主要破坏形式为疲劳破裂;当焊缝长度较大时，弱轴栓焊混合连接的主要破坏形式变为拉裂。
(2)栓孔距板端距离对试验结果也有影响。当栓孔距板端距离较大时，构件的受力性能较好；当距离较小时，构件的受力性能较差。
4.有限元分析
在试验的基础上，采用有限元分析方法对弱轴栓焊混合连接的受力性能进行了进一步分析。
4.1模型建立
采用ABAQUS软件建立了二维PLANE82单元模型，模型采用了弱轴栓焊混合连接，模拟了试验过程中的加载过程。
4.2结果分析
通过有限元分析结果分析，得出了与试验结果相类似的结论。结果表明，控制焊缝长度和栓孔距板端距离可以有效地提高弱轴栓焊混合连接构件的受力性能。
5.研究结论
本文通过试验和有限元分析的方法，探究了弱轴栓焊混合连接新型H形梁和H形柱的受力性能。研究结果表明，弱轴栓焊混合连接方案可以实现构件连接的高效、经济和可靠，同时也提高了钢结构的整体受力性能。
6.参考文献
[1]骆有兵，冯涛.弱轴栓焊混合连接新型H形钢构件的受力性能研究[J].西安建筑科技大学学报，2012，44(04):458-464.
[2]GB/T1591-2008，低合金高强度结构钢[S].