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角钢在土木工程中应用广泛。为研究不同螺栓边距对角钢连接性能的影响，设计了角钢在不同螺栓边距下的连接试验，通过改变螺栓孔边距研究角钢螺栓连接的抗剪性能，建立ABAQUS有限元模型与试验结果对比验证。并运用有限元建模方法，改变角钢型号进行参数分析。结果表明，有限元分析的荷载-位移曲线、极限承载力和破坏模式与试验结果吻合较好，为做参数分析提供依据；对《钢结构设计手册》中螺栓边距进行修正，便于实际工程应用。

关键词：角钢； 边距； 有限元； 抗剪性能； 角钢型号

角钢螺栓连接在钢结构中广泛使用，尤其在兴建的电塔与通讯基站设施中，杆件主要由角钢组成[1]。目前国内外学者关于角钢螺栓连接的抗剪性能进行了一些研究。研究结果表明，角钢螺栓抗剪连接性能受到众多因素影响，主要有角钢厚度[2]、螺栓边距[3]以及螺栓间距[4]等有关。吴耀华等研究了预拉力对高强钢孔壁承压强度的影响[5]。Hong研究了螺栓间距和角钢厚度对双角钢螺栓连接性能的影响[6]。董磊磊等研究表明，减小螺栓间距对节点承载力和初始刚度影响较大[7]。GB 50017—2003《钢结构设计规范》仅对板件的线距有明确规定，对于角钢等刚性构件只在《钢结构设计手册》[8](以下简称《手册》)中给出建议值。美国规范ANSI/AISC 360-10和欧洲规范EC 3对角钢等刚性构件的线距也无明确规定。德国DIN 18800-1∶2008规范对所有型号角钢的边距(螺栓孔中心到肢背距离)有小于等于8 t(t为角钢肢厚)的规定，因此参考德国规范，本文通过试验及有限元模拟对我国角钢进行深入研究。

本文针对角钢螺栓抗剪连接的工作性能，对型号为63×5的等边角钢，在不同螺栓边距下进行试验，得出试件的荷载-位移曲线、极限承载力及试件的破坏模式，运用有限元软件ABAQUS进行参数分析，将《手册》与德国规范进行对比，提出相应的建议设计值。

输电线路铁塔中角钢需开角、合角、制弯等加工工艺，在生产过程中，由于加工不当，角钢产生裂纹，按标准规定用超声波对其检测。在采用直探头检测时，直探头声束检测方向单一，容易形成漏检；在采用斜探头对角钢边沿检测时，超声波产生端角反射现象，如存在裂纹很难对其判定。如何对角钢裂纹有效检测和判定，确保产品质量有着重要意义。



在钢结构工程中，裂纹属于危害性缺陷，其具有扩展性，裂纹长度无论大小均需处理。裂纹按位置分为表面裂纹和内部裂纹，表面裂纹采用磁粉检测，内部裂纹采用超声波检测。怎样对裂纹进行有效检测。还需具体结构，具体对待。

角钢可按结构的不同需要组成各种不同的受力构件，也可作构件之间的连接件。广泛地用于各种建筑结构和工程结构，如房梁、桥梁、输电塔、起重运输机械、船舶、工业炉、反应塔、容器架、电缆沟支架、动力配管、母线支架安装、以及仓库货架等。

角钢属建造用碳素结构钢，是简单断面的型钢钢材，主要用于金属构件及厂房的框架等。在使用中要求有较好的可焊性、塑性变形性能及一定的机械强度。生产角钢的原料钢坯为低碳方钢坯，成品角钢为热轧成形、正火或热轧状态交货。

角钢俗称角铁、是两边互相垂直成角形的长条钢材。有等边角钢和不等边角钢之分。等边角钢的 两个边宽相等。其规格以边宽×边宽×边厚的毫米数表示。如“∟30×30×3”，即表示边宽为 30毫米、边厚为3毫米的等边角钢。也可用型号表示，型号是边宽的厘米数，如∟3#。型号不表示同一型号中不同边厚的尺寸，因而在合同等单据上将角钢的边宽、边厚尺寸填写齐全，避***用型号表示。热轧等边角钢的规格为2#-20#。对角钢的各项性能的检测，能保证用其制造的各种设备的安全性、使用寿命等，因此如何检测，检测哪些性能指标是非常重要的。

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