2010年一級(jí)注冊(cè)建筑師鋼結(jié)構(gòu)輔導(dǎo)精選(16)
2 .普通螺栓連接和高強(qiáng)度螺栓承壓型連接的工作性能
( 1 )抗剪螺栓連接中的六種破壞形式
普通螺栓連接螺帽的擰緊程度為一般,沿螺栓桿產(chǎn)生的軸向拉力不大,因而在抗剪連接中雖然連接板件接觸面有一定的摩擦力,但其值甚小,摩擦力會(huì)迅速被克服而主要依靠孔壁承壓和螺桿受剪傳遞荷載;高強(qiáng)度螺栓承壓型連接以摩擦力被克服、使螺桿受剪和孔壁承壓破壞為承載力極限狀態(tài)。因此在計(jì)算中都不考慮摩擦力的存在。
圖 6 -23 和圖 6 -24 給出了抗剪螺栓連接六種可能的破壞形式。
1 )螺栓桿被剪斷(螺栓直徑較小而板件較厚時(shí),圖 6 -23a 和 b )。通過(guò)計(jì)算螺栓的抗剪破壞強(qiáng)度來(lái)保證螺栓桿不被剪斷,計(jì)算時(shí)假設(shè)沿螺栓截面的剪應(yīng)力均勻分布。
2 )鋼板孔壁承壓破壞(螺栓直徑較大而板件較薄時(shí),圖 6 -23c)。通過(guò)計(jì)算螺栓(實(shí)際是鋼板)的承壓強(qiáng)度來(lái)保證孔壁不會(huì)因承壓而破壞,計(jì)算時(shí)假設(shè)螺栓桿和孔壁之間的承壓應(yīng)力沿螺栓桿直徑投影面為均勻分布如圖 6 -25 所示。
3 )構(gòu)件被拉斷或壓壞(螺栓孔對(duì)構(gòu)件截面的削弱過(guò)大時(shí),圖 6 -23d )。通過(guò)計(jì)算構(gòu)件和連接板件的凈截面強(qiáng)度來(lái)保證鋼板不被拉斷或壓壞,計(jì)算時(shí)假設(shè)沿鋼板凈截面的應(yīng)力均勻分布,不考慮應(yīng)力集中的影響。
4 )板件塊狀拉、剪撕裂。當(dāng)構(gòu)件上有螺栓孔時(shí),除了因截面被削弱過(guò)多而可能將構(gòu)件拉斷或壓壞外,還有一種使構(gòu)件破壞的可能性如圖 6 -24 所示。以圖 6 -24 ( a )為例,角鋼上有斜線的一塊鋼材 0123 有可能整塊被拉剪而破壞,此時(shí)角鋼沿。0-1 線的縱向凈截面受剪,而沿 1 -2 面上則受拉,因此稱(chēng)這種破壞方式為塊狀拉剪破壞。圖 6 -24 ( b )表示槽鋼或工字鋼腹板的塊狀拉剪破壞,情況相同。此種破壞情況常發(fā)生在角鋼、被切角后的槽鋼或工字鋼腹板當(dāng)板件厚度較薄時(shí)。
5 )鋼板受剪撕裂(螺栓端距或螺栓孔間距過(guò)小時(shí),圖 6 一 23e)。通過(guò)采取構(gòu)造措施來(lái)防止鋼板受剪撕裂,即取端距 a≥2d0 和栓距 p≥3d0。
6 )螺栓彎曲變形(板疊連接厚度∑t過(guò)大)。一般限制∑t≤ 5d 就可避免螺栓的彎曲。
綜上所述,在普通螺栓和承壓型的高強(qiáng)度螺栓抗剪連接中需進(jìn)行計(jì)算的是 4 項(xiàng),通常是前 3 項(xiàng),但對(duì)第 4 種可能的破壞形式也應(yīng)引起足夠重視,必要時(shí)應(yīng)按規(guī)范公式進(jìn)行驗(yàn)算(規(guī)范第 7 , 5 . 1 條)。
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