建筑钢结构进展编者按：国家土建结构预制装配化工程技术研究中心装配式钢结构建筑团队李国强教授、王伟教授、陈以一教授，装配式塔桅结构团队马人乐教授、何敏娟教授等联合撰写综述文章：钢结构高效螺栓连接关键技术研究进展。系统性地阐述了钢结构螺栓连接关键问题，文章发表于《建筑钢结构进展》，以下是核心内容，分享给大家，欢迎在评论区交流。李国强　马人乐　王　伟　陈振明何敏娟　侯兆新　王彦博　陈以一摘要：针对大量使用的钢结构闭口截面构件难以全螺栓连接、风电等大直径高耸钢管结构在风致动载作用下拼接接头抗疲劳能力不足、承受动载的大型钢结构基础预应力抗拔锚栓缺乏设计与施工成套技术等3大问题，通过概念设计、理论分析、试验研究、数值模拟、产品研制、装备开发等手段，研制了单向（边）高强螺栓紧固件、反向平衡法兰连接技术和螺栓预拉力直接张拉法设备、可更换预应力锚栓和大型锚栓施工定位装置，开发了锚栓预应力直接张拉安装技术，提出了梁柱全螺栓连接半刚性钢框架设计方法、拼接节点的等效抗弯承载力设计方法以及防止基础动力疲劳开裂的设计方法，取得了一系列钢结构高效螺栓连接关键技术的研究成果，并在工程中得到了检验和推广应用。1研究背景当前钢结构被广泛应用于建筑、桥梁等工程及风电塔、输电塔等大型设施中。钢结构高效建造的关键在于连接技术，其装配主要采用焊接和螺栓连接2种方式。由于钢结构焊接（图1）对工人的技术要求高、劳动强度大、装配效率低、质量保证难，因此螺栓连接成为钢结构现场装配技术的主要发展方向[1]。但传统螺栓连接技术主要适用于开口截面钢构件连接（图2），难以用于闭口截面钢构件连接，适用于闭口截面钢构件的传统连接方式还主要是焊接（图3）。对于闭口截面钢构件的接长，可采用法兰由螺栓实现拼接，但传统法兰螺栓连接采用扭矩法施工，在疲劳荷载作用下易发生螺栓松动，疲劳寿命低（图4）。此外，钢结构与基础采用地脚螺栓形式的传统锚栓连接（图5），存在无法更换、定位和预应力施加困难等问题，难以满足动载下大型钢结构与基础的可靠连接需求。图1钢结构焊接Fig.1Weldingofsteelstructure图2钢结构螺栓连接Fig.2Boltedconnectionofsteelstructure图3闭口截面钢构件连接Fig.3Connectionofclosed-sectionsteelmembers图4闭口截面钢构件外法兰螺栓拼接Fig.4Boltsplicingofouterflangeofclosed-sectionsteelmembers图5钢结构基础典型传统锚栓连接（单位：mm）Fig.5Typicaltraditionalanchorboltconnectionofsteelstructurefoundation（Unit：mm）本文针对以上钢结构装配螺栓连接的技术瓶颈，介绍了取得的主要研究进展，以供工程应用参考。2单向（边）螺栓连接技术方（矩）形钢管外形美观，受力性能和防腐耐火性能均优于H形钢，是一种优异的钢构件形式，在钢框架和钢桁架结构中应用广泛。但方（矩）形钢管构件难以采用传统螺栓连接，迫切需要研制开发一种可实现单侧安装、拧紧且便于拆卸的单向（边）螺栓。国外虽然有单向（边）螺栓产品[2]，但成本高、预紧力和防振松能力较低，作者克服国外产品的不足，成功研制了2种单向（边）高强螺栓产品——嵌套式单边高强螺栓和自锁式单向高强螺栓。2.1嵌套式单边高强螺栓2.1.1嵌套式单边高强螺栓构造嵌套式单边高强螺栓（图6）由圆头螺栓、圆头螺栓操控杆、嵌套部分、嵌套操控杆、安装盘、垫圈和螺母构成（专利号：ZL.7，ZL.9）。圆头螺栓尾部设置有圆头螺栓操控杆，嵌套部分被分割为若干组件，安装完成后形成一个完整的嵌套；安装盘上加工有对各个操控杆的定位孔，从而对各个嵌套组件的安装进行定位。除了能够满足单边紧固的功能性要求外，该螺栓还具有构造设计原创性、安装便捷性、制造成本经济性的特点。图6嵌套式单边高强螺栓的构造与组成Fig.6Detailand

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