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2d!0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】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
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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
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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
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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/a—1其中?Mp=0.》25:Bt2f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,≤,1.25a》1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、P!2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E:。C3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
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
】 , 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I【SO: ,46:8,。/1302 N【10a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(N1《。0a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.》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
! 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≤βL》f≤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
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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1—0%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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