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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
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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!d0、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2d!0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?2,。d0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=4—Mp:。/,a1其?中,Mp:=0.25Bt【2,f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.?25a1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?.25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—15采?用表中数值时—摩擦面?的表面处理应符合】ISO 4》68/13》02 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 》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(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0.45
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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【~65?d该公式来源于欧洲!钢结构?规范EC《3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
!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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