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/a1其中】。M,。p=0.《25Bt2f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、P【2和P?3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
! 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? 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
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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0.4【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.》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10%的规—定参考了钢规相应】条款
】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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