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在《鋼結構高強度螺栓連接技術規(guī)程》，提出了栓焊并用的連接形式，即在一個連接節(jié)點中，摩擦型高強度螺栓連接和角焊縫焊接連接并用，且承受同一剪切荷載作用。這一連接方式能夠很大程度上提高連接的抗剪強度，當采用螺栓連接設計強度不足或是使用荷載增大等情況下，栓焊并用連接是一種有效的加固改造方法。
在《鋼結構加固技術規(guī)范》中也提到：在同一受力部位連接的加固中，不宜采用剛度相差較大的混合連接方式，但如有根據(jù)可采用焊縫和摩擦型高強度螺栓共同受力的混合連接。同時還規(guī)定：用焊縫連接加固螺栓時，應按焊縫承受全部作用力設計計算其連接，不考慮焊縫與原有連接件共同工作。
“規(guī)程”征求意見中提出：栓焊并用連接的施工順序為先高強度螺栓緊固，后實施焊接，焊縫形式應為貼角焊縫。
本文針對上述加固用栓焊并用連接的受力進行有限元分析，討論了3種不同構造形式的合理性及優(yōu)缺點，并對焊縫的高度進行了參數(shù)分析。為這種連接方式的設計提出了設計建議。
采用有限元軟件ANSYS對栓焊并用連接進行分析。選定的算例如下：板件采用Q345，板厚12 mm；螺栓選用10.9級M20摩擦型連接高強度螺栓，沿剪力方向布置兩排(共6個)，鋼板做噴砂處理，根據(jù)《鋼結構設計規(guī)范》(GB 50017-2003)得到摩擦系數(shù)為0.45。有限元建模時，螺栓間距及端距、焊縫的尺寸等均滿足 “規(guī)范”(GB 50017-2003)的構造要求。同時根據(jù)“規(guī)范”(GB 50017-2003)可以計算得到所選模型的螺栓抗滑移承載力設計值以及焊縫的抗剪承載力設計值。采用ANSYS提供的solid92和solid95建立三維實體模型。鋼板鋼材塑性段采用隨動強化模型，屈服強度選取標準值345MPa，泊松比v0.3，屈服后彈性模型取屈服前的1/200；而螺栓的材性數(shù)據(jù)采用已有的試驗數(shù)據(jù)。采用E50焊條焊接，焊縫的屈服強度由計算得到，其中焊條的屈服強度，母材的屈服強度，極限強度與焊材取值相同。為了模擬試件的破壞，對焊縫采用三折線模型：在達到屈服強度之后，材料出現(xiàn)上升段，強化剛度為E/100，達到極限強度后出現(xiàn)下降段，剛度為E/100。根據(jù)對稱性只建立1/2模型，并施加對稱約束。由于“規(guī)程”(征求意見稿)中要求栓焊并用連接的施工順序為高強度螺栓緊固，后實施焊接，所以在有限元計算的過程中需要用到ANSYS提供的生死單元的功能，其具體計算步驟如下：1)建立包括焊縫在內(nèi)的完整有限元模型；2)“殺死”焊縫上的所有單元，然后計算螺栓施加預應力的過程；3)“激活”焊縫上的單元，在板端施加荷載。
不同的焊縫形式(側焊縫、端焊縫、端焊縫和側焊縫并用)對連接最終的抗剪承載力影響較大。“規(guī)程”(征求意見稿)中針對不同焊縫形式提出了不同的計算公式。在這一部分的計算分析中，焊腳尺寸均采用8 mm。不同焊縫形式栓焊并用連接作用下，受拉板端的荷載一位移曲線，并與“規(guī)程”(征求意見稿)給出的公式進行比較。沒有焊縫情況下，摩擦型連接高強度螺栓抗滑移的荷載位移曲線，并與“規(guī)范”(GB 50017-2003)設計值進行比較。
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