9 连接!计算
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9:.1 紧固件连】接
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9.—1.1 本条规】。定了:铝合金结构》普通螺栓和铆钉连接!的计:算,方法:。
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1!。 , 关于?。普通:螺栓或铆钉》。受剪连接的计算欧】规,和英规的计算—公式均可转化为同】钢规相同的形式【即分别计算紧—固件的受剪承载力】和连接构件的承压】承载力并取其较小】值作为受剪连—接的承?载力:设计值钢《规中规定的单个螺】栓抗剪强度》。。设计值是《由实验数《据统计得出的未区】分受剪面是在—栓杆部位还是在螺】纹,部位而本规范条【文中单个螺栓抗【剪强度设计值—是,。参照国外铝》合金结构规》范并比较强》度设计?值与材料机械—性能值的相关关【系式得出的,—因此在计算公式中必!。须区分不同受剪部位!剪切:面积不同的影—响欧规中连接构【件,承压承载《力计算公《式中考虑了紧固件】端距与孔洞直径【比值、中距与孔洞】直,径比值、《。紧固件?抗拉强度与连—接构件抗拉强度比】值等参数的影—响计算公《式较为复杂如将欧规!。中规定的最小端距2!。d,0、常用《中距2.5d0代】入则计?算得:到,。的连接构件承—压强度设计值—为,连接材料抗拉—。。强,度的1.16倍基】本,相当并略高》于钢规?的规定钢规的—构件承压强度设计】。值是根据受拉构【。件且端距为》2d0得《到的:试验统计值因此可】从简仍采《。用钢规?的公式形式不—再考虑以上参数的】。影响并规定2d0为!允,许,端距的最小值英规】关于承压承载力【的,计算:不仅要验算连接构】件,的,承压强度还要求验算!紧固件的承压强度】按照该公式对本次规!范中:所规定的《。几种紧固《件材料进行验算由于!紧同件的抗》拉强度一《般,。均大于?铝合金连《接构:件的抗拉强度因此不!。会发生?紧固件先于》构件被挤压坏—的现象?故此本规范》计算公式中也不【。考,。虑验算紧固件—承压:强度综上所述受【剪连:接的计?算公式采用钢规的形!式可保证满足欧规、!英规相应规》。定的安全性要—求
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《 2《 见条文》说明第4《。.3.5《条第3款此处单独列!出以强调其重要性】
【 3 —关于普通螺栓—杆轴方向受拉连接】的,计算欧规明确要求在!设计中?应考虑因《撬力作用引起的附】加力的影《。响即应采用适当的方!法,分析计?算撬力?的大:小,在钢规?。中,不,要求计算撬力而【仅将螺?栓的抗拉强》度设计值《。降低20%这相当】于,考,虑了25%的撬力】这样虽然《简化了?。设计:计算但?在某些情况下撬力与!节点承受的轴—向拉力的比值很可能!会,超过2?5%在设计》中不考虑《撬力作用是不安【全的因此作出—本条规定同》时考虑到《缺乏充分的理论和】。。实验:研究:为保证结构的安【全螺栓?抗拉强度设计值【仍按降低20%【取值
! ?。撬力作?。用,是否:显著主?要与连接板抗弯刚度!。和螺栓杆轴向抗【拉刚度的比值有关该!比值越小则撬力引】。起的不?利影响越大》此,外,撬力大小还与受【拉型连接节点—的形式、螺栓—。数目和位置等因【素有关对于如图17!。所,示的双T形轴心受】。拉连接给出其极限】承载力的计算—公式以供参考—
! 图:17中所示》的由4?个螺栓连接的—双T形节点》在轴心拉力》。 P: 的作?。用下随T形构件【翼缘板抗弯》刚度和螺栓杆轴抗】拉刚度比值》。。的不同可能会—发生3种不同的【。破坏模式见》图18图18—中,。黑色圆点代表翼缘出!现塑性铰的》。位置下?面所示为翼缘板的弯!矩图:
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》 ? 破坏?模式1:T形构【件螺栓孔洞处—及T形?构件腹板与翼—缘交接处产生塑【。性铰破坏极》限,承载力为《P1:=4Mp/》a1:其中:M,p=0.《2,5Bt2f为T【形构件翼《缘,板的塑性抵》抗,弯矩f? ,为翼缘材《料的抗弯《强,度设计值《其余:符,号参见图17
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》 破坏?模式:。2:T形构件腹板与!翼缘交接处产生【塑性铰?同时螺栓被拉断极限!承载力为其中c【≤1.2《5a1为《全,部螺栓的受拉承载】力
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—破坏:模式3螺栓被拉断极!限承载力为
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连】接节点的《承载力应取P1【、P2和《P3的最小值当T】形构:件的翼缘《板较薄时《节点容易发生模式】1的:破坏撬力 》Q 是非常》显著的?上述公式来源于欧洲!钢结构规《范,。EC3并经在同济】。大,学完成的铝》合金双T《形受拉节《点试验研《究证明同《。样适用于铝合—金,结构:的计算对于其他类型!的受拉型螺栓连【接在设计中应结合】实际情况采》用适当的《方法分?析计算撬《力的大?小,
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图1!7 双T型》受拉连接《
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?图,1,8 双《T形受拉连接—的破坏模式
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《 4 【关于:普通螺栓沿杆轴方】向受:拉连接?。的计:算欧规中除规定应验!算螺栓的抗拉承载】力外还提出》应验:算螺:栓头及螺母下构件的!抗冲切承《载力并将二者—中的较小值作为受拉!螺栓连接的承载力】设计值英规中—不考虑构件抗冲切承!载力的验算美规【也无此项要求对铝】合金结?。构而言当所》采,用螺栓材料》的抗拉?强,度超:出铝合金连接构件】的名:义屈服强度》较多时如螺》栓杆中的《。拉应力较大》螺栓头或螺母对【连,接构件的压紧应力有!可能引起《构,件,表面损伤进而使【构件发生《冲切破?坏因:此考虑构件抗冲切的!验算是必要的—参考欧规公式螺【栓头:及螺母?下构件抗冲切承【载力为其中为—抗力分项系数由于构!件抗冲切实》质上是验《算构:件的:抗,剪强度故经变换后】提出式(9.1【.,1-7)式中0【.8来源于的取整值!
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【 5 关于同【时承受剪《力和杆轴《。方向:拉力的普通螺—栓计算英规为圆【形相关公式》同钢规一致;—欧规为直线相关【公式本规范依—据英规的设》计形:式这样也可同钢规保!持一致同时应—验算满足连接—构件的?。承压承载力》设计值和《螺栓头及螺母下构】件抗冲切承》载力设计值
】
9.1—.2 ? 本条规定》了铝合金结构高强度!螺,栓摩擦型连接—的计算方法
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? 1 设【计,公式采用与》钢规相同《的形式表《9.:1.2中一个—高强度螺栓的预拉力!取值来源于钢—。规,的相应?规定该预拉力值略】小于欧规及英规【中规定的预拉—力值经公式变换该设!计公:式,满,足欧规及英规的【安全度要求式(【9.1.《2-1)中的系数】0.8是考虑了抗力!分项:系数1.25—得到的
】
2 【 关于铝合金结【构高强度螺栓摩【擦型连接的》抗滑移系数取值欧】规仅规定了“未【作表面?保护的标准轻度喷】砂处理?摩擦面”的抗滑【移系数值《该值:与连接板《的总厚度有关具【。体数值见表15采】用表中?数值时摩擦面的【表,。面处理应符合IS】O 468/—1302 》N10a的规定【对于采用其他的表面!处理方法欧》规,规定均应通过—标准:试件试?验得出抗滑移—系数:值
】表15 《铝合金摩擦面抗滑】移系:数(N10a标准轻!度喷砂处理》)
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英规仅!规定了?符合:英国标准BS 2】451规定要求的“!喷铝砂处理摩擦【。面”的抗滑移系【数值;对于其—他的表面《处,。理方法规定》均应通过标准试件试!验,得,出抗滑移系数值美规!中只允许使》用普通?螺栓对采用》有预拉力的高强【度螺栓未作相—应规定日本铝合金建!。筑,结构设计《规范(2002年)!规定当摩擦面的表】面处理符合日本【铝合金建筑结构协议!会制定的铝合金建】筑结构制《作要领的要》求并且板厚》在螺栓直径的1/4!以上时?抗滑:移系数可取0.4】。5
】 , 对于单面摩擦的!连接板厚在螺—栓直径的1/4以上!1/2以《下时:抗滑:移系数取《0.3此处的板【。厚指上下两压板厚度!之和与中间板的厚度!中的较小值无表面处!。理以及采用其—他表面?处理方?法时:单面摩擦、双—面摩擦的《抗滑移系数都取【0,.15
! 由于—铝合金材料》种类繁多已有—的试验数《据表明不同材料在同!。一种摩擦面处理【条件下其抗滑移系数!和,摩擦抗力《是有差别《的因此摩《擦连接时不论其处】理方法如何事先进行!。摩擦抗力试》验确保设计的安全度!是,一条基本原》则,因缺乏充足的—。试验数据和统计资料!对铝合金构》件的表面处》理方法也缺少相应】的国家标准国—外规范中的摩擦面处!。理方:法在实际应》。。。用中也很难具体实施!故对高?强度螺栓摩擦型【连接的抗滑移系【数本:规范未作《出具体规定如需采用!应,根据标准试件的试】验测定结《果确定
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9—.1.3 本条】规定了?铝合:金结构高强度—螺栓承压型连—接的计?算方:。法设:计公式采用同—钢规相同的形—。式同普通螺栓相同也!。要求验算《螺栓头及螺母下【构件抗冲切承载力】设计值
!9.1.4 当】构件的节《点处或?拼接接头的一端螺】。栓或铆钉的连接【长度l1过大时【螺,栓或铆钉的受力很】。不,均匀端部的》螺栓:或铆钉受力》最,大往往首先破坏并】。将依:次向内逐个破坏【因此对长《连接的抗剪》承载:力应进行适当折减】关于折减系数的规定!欧规为且0.7【5≤:βLf≤1.0【长连接的折减—区段为15d~6】5d:该公式来源于欧洲钢!结,构规范?EC3同钢规公式】相比稍偏于》不安全因此本条款参!照钢:。规公式?制定应注意》本条规定不适用于】沿连接的长》度方向受力》均,匀的情况如粱翼缘】同腹板的紧固件【连接
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9.1.5】 ,。 ,。关于借?助填板?或其他中间板—件的紧固件》连接当填《。板较厚时应考虑【。。连接的?抗剪承载力折—。减本条款参照欧规公!式,制定
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9.1.!6 : 单面连接》会引起荷载的偏心使!紧固件除受剪力之外!还,受到拉力的作—。用因此明确规定【不得采用铆钉—连,。接形式且对螺栓连】接应进行适》当的抗剪承载力折】减螺栓数目按计【算,增加10%的规定】参,考了钢规相应条款
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》9.1.7 当】紧固件?的夹紧厚度过大时】。由于紧固件弯—曲变形引起》的抗剪承载力折【减,不应被忽视英规明】。确规定铆钉连接的铆!合总厚度不》得,超,过铆钉孔径的—5倍钢规对》铆,合,总厚度超过铆钉孔】径5倍时规定应【按计算?适当增加铆钉的数目!且铆合总厚度不得超!过铆:钉孔径的7倍美规规!定的夹紧厚度过大】时的强度《折算:不仅适用于铆—钉连接也《适用:于螺栓连接规定当】紧固:件的夹紧厚度超过】。铆钉孔径或螺栓直】径的4.5倍时【紧固件的抗剪承载】力应当?乘以折减系数—其中 G 为紧固】件的夹紧厚度d为】铆钉孔径或螺栓直】径并规定一》般情:况下夹紧厚》度不应超过6—d
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