2010年一級注冊建筑師鋼結構輔導精選(19)

　　4 .高強度螺栓摩擦型連接的計算

　　計算步驟與前面普通螺栓連接和高強度螺栓承壓型連接計算中所述“四步曲”相同，但第一步和第四步中的計算方法不同，即計算單個螺栓承載力設計值的計算方法和構件凈截面強度的驗算方法兩者不同，還有螺栓受彎時的內力分析也不盡相同，其余兩者完全相同。因此，下面除介紹單個螺栓承載力設計值的計算方法外還將涉及軸心受力時構件凈截面強度的驗算和彎矩作用下螺栓內力的分析。首先介紹與高強度螺栓摩擦型連接承載能力密切相關的螺栓中的預拉力和摩擦面的抗滑移系數(shù)。

　　( 1 )高強度螺栓中的預拉力和摩擦面的抗滑移系數(shù)

　　高強度螺栓摩擦型連接主要是依靠擰緊螺帽使螺桿中產(chǎn)生較高的預拉力，從而使連接處的板疊間產(chǎn)生較高的預壓力，而后依靠板件間的摩擦力傳遞荷載，并以摩擦力將要被克服時作為連接的承載能力極限狀態(tài)。因此，螺栓中的預拉力值尸和連接處板件間接觸面的摩擦系數(shù)產(chǎn)(規(guī)范中稱為抗滑移系數(shù))是決定高強度螺栓摩擦型連接承載能力的兩大關鍵因素。

　　螺栓中的預拉力是通過專用工具擰緊螺帽產(chǎn)生的。規(guī)范中規(guī)定了每個高強度螺栓的設計預拉力值尸，其大小取決于螺栓的性能等級和螺栓的直徑如表 6 -4 所列。表中所示一個螺栓的設計預拉力值 P 同時適用于摩擦型連接和承壓型連接。

　　抗滑移系數(shù)μ的大小主要取決于摩擦面的平整度、清潔度和粗糙度。為了增加摩擦面的清潔度和粗糙度，需對連接處構件的接觸面進行處理。為了避免板件接觸面的不平整，高強度螺栓摩擦連接不應采用沖成孔。μ值的大小除與摩擦面的狀況有關外，還與鋼材的牌號有關。規(guī)范規(guī)定的連接處構件接觸面的處理方法和摩擦面的抗滑移系數(shù)μ值見表 6 -5 所列。

　　( 2 )高強度螺栓群的摩擦型抗剪連接計算

　　1 )每個高強度螺栓的抗剪承載力設計值Nvb

　　在抗剪連接中，每個高強度螺栓的承載力設計值應按下式計算：

　　式中 nf ? 傳力摩擦面數(shù)目;

　　μ、P ? 摩擦面的抗滑移系數(shù)(表 6 -5 )和每個高強度螺栓的預拉力(表 6 -4 )。

　　當螺栓沿受力方向的連接長度 11 > 15d0 時，式( 6 -15 )確定的螺栓承載力設計值應乘于折減系數(shù)ηb。

　　式( 6 一 15 )右邊的系數(shù) 0 . 9 為抗力分項系數(shù)γR的倒數(shù)，即取γR=1.111 。

　　2 )軸心力作用下連接處的強度驗算

　　式中 n ? 在結點或連接處構件一端所用的高強度螺栓數(shù)目;

　　N1 ? 所計算截面上(即最外列螺栓處)高強度螺栓的數(shù)目;

　　An ? 構件的凈截面面積;

　　A ? 構件的毛截面面積。

　　截面強度驗算包括構件和連接件。另外，式( 6 -17 )中， 0 . 5 為孔前傳力系數(shù)。

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