王永1陈洁2冯照平1
(1.国家网架及钢结构产品质量监督检验中心，江苏徐州221018; 2.中国矿业大学，江苏徐州221008)
摘要:设计了 5组试件,研究高强度螺栓分别拧入螺栓球不同深度时的球节点承载能力，分析高强螺栓紧固程度 对螺栓球节点破坏模式的影响，量化高强螺栓紧固程度与承载能力的函数关系，为处理钢网架工程中经常出现的 高强螺栓紧固不到位的问题提供理论依据,也可为相关规范的修订提供参考。
关键词:钢网架；高强螺栓；紧固程度；承载能力 DOI： 10.13206/j. gjg201708006
RESEARCH ON RELATIONSHIP BETWEEN TIGHTNESS DEGREE AND BEARING CAPACITY OF HIGH STRENGTH BOLTS IN STEEL SPACE GRID
WANG Yong1 CHEN Jie2 FENG Zhaoping1
(1. National Space Frame and Steel Structures Quality Supervision and Inspection Center, Xuzhou 221018, China! 2. China University of Mining and Technology, Xuzhou 221008, China)
ABSTRACT： 5 groups of specimens were designed to study the bearing capacity of spherical joints when the high strength bolts were screwed into the joints at different depth. The effect of tightness degree of high strength bolts on the failure modes of bolted spherical joints was analyzed, and the functional relationship between tightness degree and bearingcapacity was quantified. The results could provide a theoretical basis when the high strength bolts were not fastened in correct place, but also provide a reference for the revision of relevant specifications.
KEY WORDS：steel space grid; high strength bolts; fastening degree; bearing capacity
i 概述
近年来，随着人们生活水平不断提高、工业生 产、文化、体育等事业不断进步，大大增强了社会对 空间结构的需求,而螺栓球节点网架结构在空间结 构中占了相当大的比例。螺栓球节点一般由球、高 强度螺栓、套筒、紧固螺钉、锥头或封板等零部件组 成,用于连接网架和双层网壳等空间结构钢管杆件。 根据螺栓球节点连接受力特点可知，受拉杆件主要 通过螺栓传递拉力，螺栓为主要受力零件。因此,高 强螺栓的连接质量对网架受拉杆件的承载能力有着 重要的影响。
GB 50205—2001《钢结构工程施工质量验收规 范》1中规定:螺栓球节点网架安装完成后，高强度 螺栓与球节点应紧固连接，高强度螺栓拧入螺栓球 内的螺纹长度不应小于1. 0d (d为螺栓公称直径）, 连接处不应出现有间隙、松动等未拧紧情况。现有 的工程实践中0 ,螺栓球节点处的高强螺栓就经常 出现未紧固到位的情况,导致连接处出现套筒有间 隙、松动等情况（图1)。螺栓未拧紧时,可能会降低 节点承载能力，且易造成结构挠度较大,影响网架安 装质量H。
对于检测中发现的高强螺栓未紧固到位的情 况,此时高强螺栓的承载力能达到多少,是否需要采 取加固措施,如何量化钢网架中高强螺栓的紧固程 度与承载能力的关系，目前国内外相关文献研究较 少。该研究对于钢网架工程的实际意义有：为此类 问题的加固处理提供理论依据；为规范的修订提供 试验依据。
1) 研究内容及方案
本次试验采用螺栓球和网架用高强螺栓组合进 行拉力试验,为研究网架用高强螺栓拧入螺栓球中 的紧固程度与承载能力之间的关系，设计了 5组试 件,每组有8个试件,8个试件的螺栓拧入深度分别 为 0. 3d、0. 4d、0. 5d、0. 6d、0. 7d、0. 8d、0. 9d、1. 0d (分别对应第1 ~8个试件,其中d为高强螺栓公称 直径）。试件规格见表1,试件实物见图2。试验时，
a—情形1;b—情形2。
图1高强螺栓未紧固到位
分别对每组8个试件进行拉力试验,记录高强螺栓 的破坏力值及破坏模式,对试验数据进行整理和分 析,找出高强螺栓紧固程度与承载能力之间的规律， 并指导工程应用。试件编号SJ4 - 3表示第4组试 件中的第3件（此时高强螺栓拧入深度0. 5d)。