单边螺栓背景介绍

传统的建造方式以现场手工湿作业的生产方式为主，不仅生产效率低、建设周期长、能耗高、环境压力大，而且建筑的质量和性能难以保证，寿命周期难以实现，既不适应国民经济高速发展的节奏，又不能满足可持续发展的要求。因此，建筑业的进一步发展需以工业化装配式的建造技术为基础，实现产业转型与升级。在这样的大环境下，预制装配式建筑成为发展热点。

在预制装配式建筑中，钢管截面已作为柱构件受到广泛认可和应用。应用于中低层建筑时，钢管柱的柱壁通常比较薄柔，加上截面封闭，使得梁柱节点连接构造较H型钢柱更加难于处理。目前普遍采用的方法为焊接，钢管柱梁焊接节点包括内隔板式、外环板式、隔板贯通式等多种形式，其大多属于刚性节点。1994年美国北岭地震和1995年日本阪神地震的震害调查表明，钢框架梁柱焊接刚性节点破坏非常严重，而螺栓连接节点破坏较为少见。

螺栓连接有利于加快施工速度，缩短工期，易于控制施工质量，受外界环境因素影响小，操作简单，无需特殊技术工人，节省人工费，从而提高经济效益。

对于H型钢柱，采用高强度螺栓实现梁柱连接节点较为简单，但就钢管截面而言则不然，钢管结构构件中存在手无法越过的遮挡部位，要进入到钢管柱内部拧紧螺栓非常困难，如果能在不破坏钢管其他部位的前提下，完成高强度螺栓连接，则可大大减少使用具有高度技术要求的焊工等技术力量，能够用比较简单的方法保证节点连接的质量，节省施工量和人工费。

单边螺栓是一种可以满足上述要求的工程解决方案。首先，通过合理的构造设计能够实现单边螺栓与国内外标准螺栓相近甚至相同的力学性能，包括抗拉、抗剪承载力等；其次，单边螺栓可以从单侧拧紧而不破坏钢管，施工简单方便，焊接量极小，适用于结构工程领域，具有很大的应用前景。

通过采取一定的构造措施，实现螺栓在封闭构件中的单边固定，达到较好的连接效果。

本项目系统研究了复式钢管混凝土钢梁节点的受力性能，解决复式钢管混凝土柱与钢梁连接节点的基本理论问题，形成了实用了复式钢管混凝土钢梁节点设计方法。设计了适用于复式钢管混凝土柱-钢梁的四种类型节点，包括竖向肋板节点、外加强环板节点、钢梁半穿心加腋型节点及单边螺栓端板连接装配式节点构造形式，均进行了低周反复荷载试验，分析了各节点的工作机理和受力性能，确定有足够的强度、良好的延性、满足抗震设计要求的节点构造，以满足工程应用需要; 最后结合理论研究、节点试验结果和准确的非线性有限元分析，对节点进行了性能控制研究，包括节点性能指标的确定和计算、节点分类准则的建立和考虑结构整体与局部相关性的设计方法等内容，形成了复式钢管混凝土钢梁节点性能化设计理论。