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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—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
】 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2《。0%这相当于考【虑了2?5%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=4【。Mp/a1》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≤1.25!a1:。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
! :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
! 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! ,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(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 245】1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(20】02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【
【 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l【1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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