[发明专利]钢结构模块单元柱连接节点受力性能检测方法

权利要求书

1.钢结构模块单元柱连接节点受力性能检测方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1、通过超声波无损探伤仪在未施加荷载时的连接板上进行一次超声波无损检测，得到未施加荷载时的超声波回波损耗率r′和r₁′，其中r′、r₁′分别为两块连接节点板上侧面、下侧面测得的回波损耗率；所述未施加载荷包括没有拧紧螺母、没有施加外荷载；

S2、测定各工况下超声波回波损耗率r_i，所述工况包括高强螺栓拧紧螺母工况、模块柱分级施加轴向荷载工况；其中I_r1、I_r2、I_r3分别为各工况下的一次回波、二次回波和三次回波声强；

S3、计算各种工况下回波强度比，r_i/r′为超声回波损耗率指标；

S4、根据分形理论建立的连接板中心位置处接触面的压应力与真实接触面积的关系：p＝p_e+p_ep+p_p，其中p_e、p_ep、p_p分别为连接板中心位置处接触面弹性、弹塑性和塑性压应力；

S5、在没有施加外荷载，且拧紧高强螺栓工况下，根据p_P＝p*A_aE′计算高强螺栓预紧力P；在模块柱分级施加轴向荷载工况，计算模块单元柱的轴向力N，所述S4中当1＜D＜2，且D≠1.5时，

；

当D＝1.5时，

其中为无量纲参数，D、G为模块单元柱连接节点板表面轮廓曲线分形参数；

a_ep为塑性变形转变为弹塑性变形的临界接触面积；

a_c为弹塑性变形转变为弹性变形的临界接触面积；

H为材料的硬度；σ_y为材料的屈服强度；K＝H/σ_y；E′为接触面综合弹性模量，材料特性系数φ＝σ_y/E′；D、G为模块单元柱连接板表面轮廓曲线分形参数，其中D为分形维数，G为特征长度尺度系数；

ψ由超越方程求解得到；

其中，a_l为最大微接触点横截面面积，且区域[a_a，a_b]内，微接触尺寸分布函数n_e(a)满足

2.根据权利要求1所述的钢结构模块单元柱连接节点受力性能检测方法，其特征在于：所述S1中当两块连接板等厚时，r′＝r₁′。

3.根据权利要求1所述的钢结构模块单元柱连接节点受力性能检测方法，其特征在于：所述S2中当两块连接板等厚时，

4.根据权利要求1所述的钢结构模块单元柱连接节点受力性能检测方法，其特征在于：所述S3中当两块连接板厚度不相等时，根据公式计算模块单元柱连接节点板间真实接触面积

当两块连接板厚度相等时，根据公式计算模块单元柱连接板间真实接触面积

5.根据权利要求1所述的钢结构模块单元柱连接节点受力性能检测方法，其特征在于：采用结构函数法作为计算模块单元柱连接板表面轮廓曲线分形参数D、G；采用三折线法确定无标度区间，在三折线法中，把所采集的关于表面轮廓的离散数据(z_j，x_j)换算成所采用的测度和尺度的对数值，记为(f_i，t_i)，i＝1,2，...，N；求解m和n，1≤m＜n≤N，使得在三个区域[t₁，t_m-1]，[t_m，t_n],[t_n-1，t_N]内分别进行最小二乘拟合所得三条直线的偏差之和达到最小。