用于模块化钢梁拼接的可调节圆形钢连接件的实验研究

《Scientific Reports》：Experimental investigation of adjustable circular steel connectors for modular steel beam splices

　　

摘要

本研究提出了一种可调节圆形钢连接器（ACS），用于模块化钢结构中的梁与梁之间的连接。该连接器通过两个圆柱形杆件的螺纹配合实现现场长度的连续调节。首先通过有限元分析研究了载荷在连接器中的传递路径，随后对一根整体梁以及三个ACS试件进行了单调四点弯曲试验，这些试件的连接器长度分别为450毫米、500毫米和535毫米（分别记为RCS-450、RCS-500和RCS-535）。所有试验中，螺纹配合部分均保持完好，未出现螺纹拔出或磨损现象；相反，端部支架和B杆的相邻部分出现了非弹性变形。在测试的整个调节范围内，这三个试件分别达到了整体梁峰值弯矩（316.9千牛米）的94%、86%和82%，以及最大载荷（633.8千牛）的92%、84%和80%。尽管连接器长度的增加降低了结构的强度和转动刚度，但提升了其转动能力。所有试件的延性指标均超过了3.0；然而，在初始滑移量较大的两个试件中，延性指标受到屈服位移的影响。因此，可以在不显著降低抗弯性能的情况下实现现场长度调节，同时连接器长度可作为设计参数，在强度与变形能力之间进行平衡。