高强螺栓抗震性能评估

高强螺栓抗震性能评估是建筑工程质量检测的核心环节，主要针对螺栓在地震荷载下的强度、延展性及连接可靠性进行系统性分析。通过实验室测试与数值模拟相结合，评估其抗拉强度、抗剪承载力、疲劳寿命及预紧力衰减等关键指标，确保螺栓节点在地震作用下维持结构整体性。该评估涵盖材料性能验证、连接构造优化、动态响应测试等技术维度，需依据GB、ISO、ASTM等十余项标准执行，涉及万能试验机、动态传感器等专业设备，为钢结构建筑、桥梁工程等抗震关键部位提供安全保障依据。

高强螺栓抗震性能评估目的

确保建筑结构在地震作用下的整体稳定性，验证高强螺栓连接节点能否承受设计预期地震能量。

识别螺栓材料在反复荷载下的性能退化规律，预防脆性断裂导致的灾难性结构失效。

优化连接节点设计参数，平衡结构刚度与耗能能力，满足"强节点弱构件"抗震设计原则。

为既有建筑抗震加固提供数据支撑，评估螺栓服役状态是否符合现行抗震规范要求。

高强螺栓抗震性能评估方法

准静态拉伸试验：测定螺栓抗拉强度、屈服强度及断后伸长率等基本力学参数。

低周疲劳试验：模拟地震波加载模式，测试螺栓在反复拉压荷载下的寿命衰减曲线。

振动台试验：通过缩尺模型再现地震动响应，观测螺栓连接节点的实际工作状态。

有限元数值模拟：建立精细化螺栓-接触面模型，预测不同地震烈度下的应力分布。

高强螺栓抗震性能评估分类

按受力形式：抗拉型、抗剪型、拉剪复合型连接性能评估。

按抗震等级：对应建筑抗震设防分类标准中的甲、乙、丙类建筑分级评估。

按应用阶段：新建结构型式检验评估与既有结构服役性能评估双轨体系。

按测试尺度：单体螺栓性能测试与整体连接节点系统评估相结合。

高强螺栓抗震性能评估技术

超声波探伤技术：检测螺栓内部缺陷对承载力的影响。

数字图像相关技术（DIC）：全场监测螺栓连接区域应变分布。

声发射监测技术：捕捉螺栓塑性变形阶段的微观损伤信号。

预紧力实时监测技术：采用智能垫圈持续追踪轴向力变化。

高强螺栓抗震性能评估步骤

1、试件制备：按标准加工带摩擦面的双剪连接试件。

2、预紧力施加：采用扭矩-转角法精确控制初始预紧力。

3、荷载谱编制：基于设计反应谱生成地震等效循环荷载。

4、多工况加载：依次进行单调加载、位移循环加载试验。

5、失效模式记录：分类统计螺纹脱扣、杆部断裂等破坏形态。

高强螺栓抗震性能评估所需设备

1000kN以上电液伺服万能试验机：具备位移、荷载双控制模式。

高频动态作动器：可输出50Hz以上振动波形模拟地震动。

三维光学应变测量系统：捕捉0.01mm级微观变形。

预紧力智能标定装置：误差控制在±3%以内的高精度扭矩系统。

环境模拟箱：实现-40℃～150℃温度循环下的性能测试。

高强螺栓抗震性能评估参考标准

GB/T 3632-2023：明确规定8.8级及以上螺栓的抗震抽检比例。

JGJ 82-2019：钢结构高强度螺栓连接技术规程专项抗震条款。

ISO 898-1:2022：国际通用螺栓机械性能测试基准。

ASTM F3125/F3125M-22：美标高强度结构螺栓全项检测方法。

EN 14399-10:2020：欧系预载荷螺栓抗震性能评估流程。

JIS B 1186:2018：日本工业标准地震区专用螺栓技术要求。

AS 4100:2020：澳大利亚钢结构标准抗震连接章节。

BS EN 1993-1-8:2005：欧洲规范3钢结构设计抗震细则。

ACI 358.1R-2020：美国混凝土协会预应连接件抗震指南。

FEMA 350:2021：联邦应急管理局钢结构抗震评估框架。

高强螺栓抗震性能评估注意事项

试验前需进行至少24小时的环境适应性稳定。

摩擦面处理必须与工程实际工况完全一致。

位移控制加载时应考虑作动器柔度补偿。

需同步记录至少1000Hz采样率的动态响应数据。

同批次试件离散系数超过15%须加倍抽样复检。

高强螺栓抗震性能评估合规判定

抗拉强度实测值不得低于公称强度的95%。

在2%弧长位移角下不得发生脆性断裂。

低周疲劳寿命应满足50次设计地震波循环不失效。

预紧力衰减率在三次地震波加载后应小于15%。

连接节点耗能系数需达到0.3以上。

高强螺栓抗震性能评估应用场景

超高层建筑伸臂桁架关键连接节点检测。

大跨度体育场馆网壳结构螺栓球节点评估。

核电站安全壳钢衬里锚固系统抗震验证。

跨海桥梁钢箱梁节段连接性能保障。

既有工业厂房抗震加固改造前的承载力诊断。