11.5 紧固件连接构造要求
11.5.1 本条与现行行业标准《钢结构高强度螺栓连接技术规程》JGJ 82的规定基本一致。对普通螺栓的孔径d0做出补充规定,并提出高强度螺栓摩擦型连接可采用大圆孔和槽孔。值得注意的是,只有采用标准孔时,高强度螺栓摩擦型连接的极限状态可转变为承压型连接,对于需要进行极限状态设计的连接节点尤其需要强调这一点。
11.5.2 本条是基于铆接结构的规定而统一用之于普通螺栓和高强度螺栓,其中高强度螺栓是经试验研究结果确定的,现将表11.5.2的取值说明如下:
1 紧固件的最小中心距和边距。
1)在垂直于作用力方向:
①应使钢材净截面的抗拉强度大于或等于钢材的承压强度;
②尽量使毛截面屈服先于净截面破坏;
③受力时避免在孔壁周围产生过度的应力集中;
④施工时的影响,如打铆时不振松邻近的铆钉和便于拧紧螺帽等。
2)顺内力方向,按母材抗挤压和抗剪切等强度的原则而定:
①端距2d0是考虑钢板在端部不致被紧固件撕裂;
②紧固件的中心距,其理论值约为2.5d,考虑上述其他因素取为3d0。
2 紧固件最大中心距和边距。
1)顺内力方向:取决于钢板的紧密贴合以及紧固件间钢板的稳定;
2)垂直内力方向:取决于钢板间的紧密贴合条件。
11.5.3 本条为原规范第8.3.6条。防止螺栓松动的措施中除采用双螺帽外,尚有用弹簧垫圈,或将螺帽和螺杆焊死等方法。
11.5.4 当摩擦面处理方法相同且用于使螺栓受剪的连接时,从单个螺栓受剪的工作曲线(图15)可以看出:当以曲线上的“1”作为连接受剪承载力的极限时,即仅靠板叠间的摩擦阻力传递剪力,这就是摩擦型的计算准则。但实际上此连接尚有较大的承载潜力。承压型高强度螺栓是以曲线的最高点“3”作为连接承载力极限,因此更加充分利用了螺栓的承载能力。由于承压型连接和摩擦型连接是同一高强度螺栓连接的两个不同阶段,因此可将摩擦型连接定义为承压型连接的正常使用状态。另外,进行连接极限承载力计算时,承压型连接可视为摩擦型连接的损伤极限状态。
图15 单个螺栓受剪时的工作曲线
因高强度螺栓承压型连接的剪切变形比摩擦型的大,所以只适于承受静力荷载或间接承受动力荷载的结构中。另外,高强度螺栓承压型连接在荷载设计值作用下将产生滑移,也不宜用于承受反向内力的连接。
11.5.5 本条为原规范第8.3.7条。主要原因是型钢的抗弯刚度大,用高强度螺栓不易使摩擦面贴紧。
11.5.6 根据实践经验,允许在组合构件的缀条中采用1个螺栓(或铆钉)。某些塔桅结构的腹杆已有用1个螺栓的。
因撬力很难精确计算,故沿杆轴方向受拉的螺栓(铆钉)连接中的端板(法兰板),应采取构造措施(如设置加劲肋等)适当增强其刚度,以免有时撬力过大影响紧固件的安全。