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user: 2. 静力性能 2.1. 抗拉承载力 装配式钢结构建筑的梁柱节点 [ 10 ] [ 11 ] 、外墙板，在风荷载、地震作用等情况下，单向螺栓会承受拉力。此外，在单向螺栓尾部增加构造措施或者在方钢管中填充混凝土，都提高了螺栓的抗拉性能。Wang [ 12 ] 等研究了单向螺栓端板连接节点在拉伸作用下屈服强度并建立模型，此模型考虑了柱的塑性发展和节点的破坏模式下螺栓的复合作用，为端板连接强度设计提供了依据。曲慧、潘洪伟 [ 13 ] [ 14 ] 发现考虑混凝土粘结效应后的单向螺栓HB的破坏模式为中心螺栓达到抗拉极限承载力后被拉断，这是因为混凝土的粘结效应使HB的破坏从套管转移到中心螺杆。王雅纯 [ 15 ] 等得出国产单向螺栓的抗拉力稍低于日本单向螺栓，主要是由于材质和加工工艺造成的。汤镇州 [ 16 ] 通过ABAQUS有限元分析软件，提出了两种单向螺栓拉拔模型的建立方法，并通过试验验证了其可行性。柴文娟 [ 17 ] 研究发现常规高强螺栓抗拉极限承载力明显高于单边高强螺栓，这是因为单边高强螺栓因外套管分肢挤压弯折变形而失效。朱绪林 [ 18 ] 采用带有内螺纹的螺栓孔代替螺母，实现螺栓的锚固，发现预紧力对节点极限抗拉承载力基本无影响。李德山 [ 19 ] 等发现在节点核心区焊接4根和8根约束拉杆的抗拉承载力比无加强措施的抗拉承载力分别提高32.2%和42.9%。郭琨、何明胜等 [ 20 ] [ 21 ] [ 22 ] 在钢板上钻出丝孔充当螺母，发现螺栓的抗拉随钢板厚度增加而大幅增加。李望芝 [ 23 ] [ 24 ] 等通过试验得出管壁和贴板强度对螺栓抗拉极限承载力影响较大，单个螺栓极限抗拉承载力随着螺栓数量的增多而有所下降。蒋蕴涵 [ 25 ] 等研究发现单向螺栓轴向拉伸刚度分为3个阶段，通过改进锥头强度等措施可以提高其轴向拉伸刚度。简小刚 [ 26 ] 等对拉伸试验中失效的Hollo-Bolt螺栓套管肢进行了理化检验及失效分析，在此基础上提出了一系列改进措施，以提高其力学性能。王培军 [ 27 ] 等研究发现节点的抗拉强度随温度的升高而降低，其降低程度与高温对钢材材性的折减程度一致。刘礼 [ 28 ] 研究发现柱壁厚度的增加以及方钢管尺寸的增大导致单个螺栓承载力增加，而增加螺栓的个数会导致单个螺栓的承载力降低。王冬花 [ 29 ] 等在考虑了端板类型、楼板组合作用等不同因素下，给出了螺栓抗拉承载力在不同破坏模式下的简化计算方法。谭丁 [ 30 ] 等研究得出混凝土对节点的极限承载力影响不大，单向螺栓可以替代传统高强螺栓以连接钢管混凝土节点。Sami [ 31 ] 等研究了空方钢管外伸端板单向螺栓连接节点的静力试验，试验锚固表明单向螺栓在抗拉及抗弯方便具有良好的性能Theodoros [ 32 ] 等研究发现加锚杆的扩展单向螺栓EHB比普通单向螺栓有更好的抗拉刚度，这是因为EHB可以减少膨胀套管的变形和相对滑移。Mahdi [ 33 ] 等研究发现双套管的单向螺栓比扩展型单向螺栓具有更好的抗拉性能，螺栓直径增大提高了双套管的抗拉性能。Hossein Agheshlui [ 34 ] 等研究了在AJAX ONESIDE blind bolt尾端加装一个锚固杆后测其抗拉性能，发现单向螺栓在相对于柱侧壁的位置对其抗拉性能影响明显。刘飞 [ 35 ] 研究发现SHSOB螺栓为端被冲切破坏，而普通扭剪型高强螺栓为螺杆拉断。这直接导致SHSOB螺栓破坏时的极限拉力值小于扭剪型高强螺栓的极限拉力值。 2.2. 抗拉刚度 Ellison [ 36 ] 等通过比较有扩展型HB和普通HB用于钢管混凝土柱T型连接的力学性能，得出普通HB比有外伸杆HB的T型连接表现出了更大的初始变形，说明混凝土的粘结效应增强了单向螺栓的抗拔刚度，减小了初始变形。丁娟 [ 37 ] 等研究了高强螺栓自攻螺纹连接形式在单向拉伸试验下的破坏模式，发现自攻螺纹钢板刚度大于螺杆刚度的破坏模式表现出更好的塑性破坏特性。李国强 [ 38 ] [ 39 ] 等研究发现国产单向螺栓抗拉承载力的理论值和高强螺栓承压型连接抗拉承载力理论值相同，并提出了国产单向螺栓轴向抗拉刚度的理论计算公式。Barnett [ 40 ] 研究了RMH单向螺栓的抗拉性能，发现该类型螺栓具有良好的强度和刚度。Yusak Oktavianus [ 41 ] 等提出一种简化的方法来估计带锚固头的单向螺栓在钢管混凝土柱与梁连接中的抗拉性能，该方法可以直观的观测到混凝土或螺栓的破坏形式和顺序。 各学者研究的单向螺栓抗拉承载力计算方法见表1，对比发现国内外单向螺栓在螺杆被拉断破坏模式下计算结果相似。国外单向螺栓由于套管材料的不同，会出现套管被剪断的破坏模式，而国内单向螺栓由于套管材料强度高，只有小直径螺栓存在被整体拔出破坏，其它尺寸的螺栓破坏形式均为螺杆被拉断，故可知单向螺栓抗拉承载力的理论值和高强螺栓承压型连接抗拉承载力理论值相同。 2.3. 抗剪性能 吴院生 [ 42 ] 研究了单向螺栓BOM-R20型单面紧锁螺栓的抗剪性能，发现6个试件螺栓均在中部被剪断，并得出了单个螺栓的抗剪承载力设计值。Yeomans [ 43 ] 研究了方钢管柱T型节点单向螺栓连接的抗剪性能，发现应适当考虑单向螺栓套管对其抗剪承载力的影响。Liu [ 44 ] [ 45 ] [ 46 ] [ 47 ] 等研究了方钢管柱与H型钢梁单向螺栓连接节点的抗剪性能，并发现单向螺栓的抗剪性能要优于传统的高强螺栓。刘康 [ 48 ] 等使用内套筒作为拼接构件的节点在承受轴力时，破坏模式为螺栓剪切断裂，此类拼接节点可按钢结构设计规范建议公式进行设计。Satasivam [ 49 ] 等研究了纤维增强复合材料钢板拉伸方向对单向螺栓连接节点抗剪刚度和承载力的影响，发现拉伸方向对滑移模量的影响较小。张齐 [ 50 ] 等基于国内钢结构设计规范的要求，由其抗剪时的破坏形式得出自攻螺纹高强螺栓作为承压型高强螺栓进行设计可以满足规范要求。 Table 1 Ensile capacity of four types of blind bolt 公式 破坏模式 备注 Hollo-bolt单向螺栓抗拉承载力 B u s = k 2 σ u s A s h γ M 2 螺杆被拉断 σ us 为螺栓材料抗拉强度，A sh 为螺杆有效截面面积，k 2 和 ϒ M 2 分别取0.9和1.25 B u h = 2 σ u h t s ( π d s l − 4 b s ) 3 套管被剪断 t s 为套管张开部分的平均厚度，σ uh 为材料抗拉强度；d sl 为未张开时套管外缘直径，b s 为套管分隔部分之间宽度 国产单向螺栓抗拉承载力设计值 F max = 0.48 σ s A e 螺杆被拉断 σ s 为螺杆的抗拉强度，A e 为螺杆的有效面积 攻丝型单向螺栓抗拉承载力 F b o = 0.25 l e f f t c f 2 f y l a ( l − a ) 方钢管端部破坏 l eff 为塑性铰长度，t cf 为方钢管柱壁厚度，f y 为方钢管柱壁屈服强度，a为螺栓距离方钢管柱壁约束处的距离，l为方钢管管内的净尺寸 单向螺栓尾部焊接钢筋 F b o = A b o · f y ， b o + τ α l a d f t γ b o 螺栓屈服或断裂 A bo 为单个螺栓截面面积；γ bo 为考虑螺栓撬力影响折减系数，取1.33；f y，bo 为螺栓屈服强度；l a 、d为锚固钢筋长度和直径；τ为锚固力影响系数；α为锚固钢筋外形系数；f t 为混凝土抗拉强度设计值 表1. 四种类型单向螺栓抗拉承载力 综上所述，单向螺栓的抗剪承载力由螺杆和外套管共同提供(见表2)，相比于普通的高强螺栓以及同样是用在闭合截面的对穿螺栓，对穿螺栓对于柱截面的尺寸选择有一定限制，而单向螺栓可以用在大截面尺寸的梁柱构件中，并且单向螺栓可以提供更高的抗剪强度，比对穿螺栓具有更高的抗剪承载力，设计时可以按传统的摩擦型高强螺栓进行设计。 Table 2 Shear capacity of three kinds of bolt 公式 破坏模式 备注 扭剪型单向螺栓 P t = P f + P v P f = 0.9 k n f μ N P v = 1 3 ( f y 2 − σ 2 A e + f y A t ) 螺杆和外套筒同时剪断 P f 发生摩擦滑移破坏时的摩擦承载力，P v 为螺栓杆承受的剪力，f y 为材料屈服强度，A e 为螺栓杆螺纹处面积，A t 为套筒截面面积 国产单向螺栓 V max = τ s A s 螺杆和外套筒同时剪断 τ s 为单向螺栓的抗剪强度(包括螺杆和套筒)， A s 为单向螺栓的截面积(包括螺杆和套筒) 对穿螺栓 R n = n F v A b 螺杆剪断 n为螺栓剪切面个数，F v 为螺栓材料 极限抗剪强度，A b 为剪切面面积 表2. 三种不同类型螺栓的抗剪承载力