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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—
】。 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2d0、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
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, 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—25%?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—
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? : 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》1,7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
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【。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!
】 :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/a—1其中Mp》=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1》7
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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:。17 双《T型受拉《连接
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】图18 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
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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1.2》5得:到的
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?。 : 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1》5采用表中数—。。值时摩?擦面的表面处理【应符合?ISO 468/1!。302 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
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:表15 铝合—金摩擦面《抗滑移系数(N【10a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 2451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(200!2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
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》 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
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: 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
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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0.75≤!。βLf≤《1,。.0长连接的折减】区段为15d~【65d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?
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6d
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