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9、連接計(jì)算9、1。緊固件連接9,1、1,本條規(guī)定了鋁合金結(jié)構(gòu)普通螺栓和鉚釘連接的計(jì)算方法、1。關(guān)于普通螺栓或鉚釘受剪連接的計(jì)算。歐規(guī)和英規(guī)的計(jì)算公式均可轉(zhuǎn)化為同鋼規(guī)相同的形式,即分別計(jì)算緊固件的受剪承載力和連接構(gòu)件的承壓承載力。并取其較小值作為受剪連接的承載力設(shè)計(jì)值.鋼規(guī)中規(guī)定的單個(gè)螺栓抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值是由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)得出的 未區(qū)分受剪面是在栓桿部位還是在螺紋部位.而本規(guī)范條文中單個(gè)螺栓抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值是參照國外鋁合金結(jié)構(gòu)規(guī)范并比較強(qiáng)度設(shè)計(jì)值與材料機(jī)械性能值的相關(guān)關(guān)系式得出的,因此在計(jì)算公式中必須區(qū)分不同受剪部位剪切面積不同的影響、歐規(guī)中。連接構(gòu)件承壓承載力計(jì)算公式中考慮了緊固件端距與孔洞直徑比值 中距與孔洞直徑比值,緊固件抗拉強(qiáng)度與連接構(gòu)件抗拉強(qiáng)度比值等參數(shù)的影響。計(jì)算公式較為復(fù)雜。如將歐規(guī)中規(guī)定的最小端距2d0,常用中距2、5d0代入 則計(jì)算得到的連接構(gòu)件承壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為連接材料抗拉強(qiáng)度的1 16倍,基本相當(dāng)并略高于鋼規(guī)的規(guī)定、鋼規(guī)的構(gòu)件承壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值是根據(jù)受拉構(gòu)件且端距為2d0得到的試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)值。因此可從簡仍采用鋼規(guī)的公式形式。不再考慮以上參數(shù)的影響、并規(guī)定2d0為允許端距的最小值，英規(guī)關(guān)于承壓承載力的計(jì)算不僅要驗(yàn)算連接構(gòu)件的承壓強(qiáng)度 還要求驗(yàn)算緊固件的承壓強(qiáng)度。按照該公式對本次規(guī)范中所規(guī)定的幾種緊固件材料進(jìn)行驗(yàn)算、由于緊同件的抗拉強(qiáng)度一般均大于鋁合金連接構(gòu)件的抗拉強(qiáng)度。因此不會發(fā)生緊固件先于構(gòu)件被擠壓壞的現(xiàn)象.故此、本規(guī)范計(jì)算公式中也不考慮驗(yàn)算緊固件承壓強(qiáng)度。綜上所述 受剪連接的計(jì)算公式 采用鋼規(guī)的形式 可保證滿足歐規(guī)，英規(guī)相應(yīng)規(guī)定的安全性要求，2、見條文說明第4 3,5條第3款,此處單獨(dú)列出以強(qiáng)調(diào)其重要性、3。關(guān)于普通螺栓桿軸方向受拉連接的計(jì)算,歐規(guī)明確要求在設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮因撬力作用引起的附加力的影響 即應(yīng)采用適當(dāng)?shù)姆椒ǚ治鲇?jì)算撬力的大小.在鋼規(guī)中，不要求計(jì)算撬力.而僅將螺栓的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值降低20 這相當(dāng)于考慮了25.的撬力,這樣雖然簡化了設(shè)計(jì)計(jì)算，但在某些情況下撬力與節(jié)點(diǎn)承受的軸向拉力的比值很可能會超過25。在設(shè)計(jì)中不考慮撬力作用是不安全的、因此作出本條規(guī)定，同時(shí)考慮到缺乏充分的理論和實(shí)驗(yàn)研究，為保證結(jié)構(gòu)的安全,螺栓抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值仍按降低20，取值、撬力作用是否顯著，主要與連接板抗彎剛度和螺栓桿軸向抗拉剛度的比值有關(guān)，該比值越小。則撬力引起的不利影響越大。此外.撬力大小還與受拉型連接節(jié)點(diǎn)的形式,螺栓數(shù)目和位置等因素有關(guān),對于如圖17所示的雙T形軸心受拉連接 給出其極限承載力的計(jì)算公式。以供參考。圖17中所示的由4個(gè)螺栓連接的雙T形節(jié)點(diǎn) 在軸心拉力、P,的作用下 隨T形構(gòu)件翼緣板抗彎剛度和螺栓桿軸抗拉剛度比值的不同 可能會發(fā)生3種不同的破壞模式 見圖18 圖18中黑色圓點(diǎn)代表翼緣出現(xiàn)塑性鉸的位置,下面所示為翼緣板的彎矩圖,破壞模式1 T形構(gòu)件螺栓孔洞處及T形構(gòu)件腹板與翼緣交接處產(chǎn)生塑性鉸破壞、極限承載力為，P1.4Mp a1、其中，Mp，0,25Bt2f為T形構(gòu)件翼緣板的塑性抵抗彎矩。f.為翼緣材料的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，其余符號參見圖17，破壞模式2 T形構(gòu)件腹板與翼緣交接處產(chǎn)生塑性鉸 同時(shí)螺栓被拉斷.極限承載力為、其中 c，1、25a1,為全部螺栓的受拉承載力、破壞模式3、螺栓被拉斷。極限承載力為。連接節(jié)點(diǎn)的承載力應(yīng)取P1 P2和P3的最小值、當(dāng)T形構(gòu)件的翼緣板較薄時(shí),節(jié)點(diǎn)容易發(fā)生模式1的破壞.撬力。Q、是非常顯著的，上述公式來源于，歐洲鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范 EC3.并經(jīng)在同濟(jì)大學(xué)完成的鋁合金雙T形受拉節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)研究,證明同樣適用于鋁合金結(jié)構(gòu)的計(jì)算,對于其他類型的受拉型螺栓連接、在設(shè)計(jì)中應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況采用適當(dāng)?shù)姆椒ǚ治鲇?jì)算撬力的大小。圖17.雙T型受拉連接圖18,雙T形受拉連接的破壞模式、4,關(guān)于普通螺栓沿桿軸方向受拉連接的計(jì)算、歐規(guī)中除規(guī)定應(yīng)驗(yàn)算螺栓的抗拉承載力外、還提出應(yīng)驗(yàn)算螺栓頭及螺母下構(gòu)件的抗沖切承載力 并將二者中的較小值作為受拉螺栓連接的承載力設(shè)計(jì)值，英規(guī)中不考慮構(gòu)件抗沖切承載力的驗(yàn)算、美規(guī)也無此項(xiàng)要求,對鋁合金結(jié)構(gòu)而言。當(dāng)所采用螺栓材料的抗拉強(qiáng)度超出鋁合金連接構(gòu)件的名義屈服強(qiáng)度較多時(shí),如螺栓桿中的拉應(yīng)力較大,螺栓頭或螺母對連接構(gòu)件的壓緊應(yīng)力有可能引起構(gòu)件表面損傷進(jìn)而使構(gòu)件發(fā)生沖切破壞.因此?？紤]構(gòu)件抗沖切的驗(yàn)算是必要的,參考?xì)W規(guī)公式。螺栓頭及螺母下構(gòu)件抗沖切承載力為,其中為抗力分項(xiàng)系數(shù),由于構(gòu)件抗沖切實(shí)質(zhì)上是驗(yàn)算構(gòu)件的抗剪強(qiáng)度，故經(jīng)變換后提出式 9 1，1 7、式中0.8來源于的取整值。5 關(guān)于同時(shí)承受剪力和桿軸方向拉力的普通螺栓計(jì)算.英規(guī)為圓形相關(guān)公式，同鋼規(guī)一致 歐規(guī)為直線相關(guān)公式.本規(guī)范依據(jù)英規(guī)的設(shè)計(jì)形式,這樣也可同鋼規(guī)保持一致.同時(shí)應(yīng)驗(yàn)算滿足連接構(gòu)件的承壓承載力設(shè)計(jì)值和螺栓頭及螺母下構(gòu)件抗沖切承載力設(shè)計(jì)值、9、1。2、本條規(guī)定了鋁合金結(jié)構(gòu)高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接的計(jì)算方法 1.設(shè)計(jì)公式采用與鋼規(guī)相同的形式，表9，1 2中一個(gè)高強(qiáng)度螺栓的預(yù)拉力取值來源于鋼規(guī)的相應(yīng)規(guī)定 該預(yù)拉力值略小于歐規(guī)及英規(guī)中規(guī)定的預(yù)拉力值。經(jīng)公式變換。該設(shè)計(jì)公式滿足歐規(guī)及英規(guī)的安全度要求.式、9。1、2。1,中的系數(shù)0 8是考慮了抗力分項(xiàng)系數(shù)1，25得到的。2.關(guān)于鋁合金結(jié)構(gòu)高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接的抗滑移系數(shù)取值.歐規(guī)僅規(guī)定了 未作表面保護(hù)的標(biāo)準(zhǔn)輕度噴砂處理摩擦面，的抗滑移系數(shù)值。該值與連接板的總厚度有關(guān)，具體數(shù)值見表15 采用表中數(shù)值時(shí) 摩擦面的表面處理應(yīng)符合ISO，468,1302、N10a的規(guī)定,對于采用其他的表面處理方法.歐規(guī)規(guī)定均應(yīng)通過標(biāo)準(zhǔn)試件試驗(yàn)得出抗滑移系數(shù)值、表15，鋁合金摩擦面抗滑移系數(shù)、N10a標(biāo)準(zhǔn)輕度噴砂處理.英規(guī)僅規(guī)定了符合英國標(biāo)準(zhǔn)BS,2451規(guī)定要求的.噴鋁砂處理摩擦面 的抗滑移系數(shù)值.對于其他的表面處理方法 規(guī)定均應(yīng)通過標(biāo)準(zhǔn)試件試驗(yàn)得出抗滑移系數(shù)值.美規(guī)中只允許使用普通螺栓.對采用有預(yù)拉力的高強(qiáng)度螺栓未作相應(yīng)規(guī)定，日本 鋁合金建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范，2002年、規(guī)定、當(dāng)摩擦面的表面處理符合日本鋁合金建筑結(jié)構(gòu)協(xié)議會制定的,鋁合金建筑結(jié)構(gòu)制作要領(lǐng) 的要求.并且板厚在螺栓直徑的1、4以上時(shí)。抗滑移系數(shù)可取0。45。對于單面摩擦的連接，板厚在螺栓直徑的1。4以上1、2以下時(shí),抗滑移系數(shù)取0.3，此處的板厚指上下兩壓板厚度之和與中間板的厚度中的較小值.無表面處理以及采用其他表面處理方法時(shí) 單面摩擦，雙面摩擦的抗滑移系數(shù)都取0。15,由于鋁合金材料種類繁多 已有的試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明不同材料在同一種摩擦面處理?xiàng)l件下其抗滑移系數(shù)和摩擦抗力是有差別的、因此 摩擦連接時(shí)不論其處理方法如何、事先進(jìn)行摩擦抗力試驗(yàn) 確保設(shè)計(jì)的安全度是一條基本原則，因缺乏充足的試驗(yàn)數(shù)據(jù)和統(tǒng)計(jì)資料，對鋁合金構(gòu)件的表面處理方法也缺少相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)、國外規(guī)范中的摩擦面處理方法在實(shí)際應(yīng)用中也很難具體實(shí)施.故對高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接的抗滑移系數(shù),本規(guī)范未作出具體規(guī)定。如需采用應(yīng)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)試件的試驗(yàn)測定結(jié)果確定 9。1,3,本條規(guī)定了鋁合金結(jié)構(gòu)高強(qiáng)度螺栓承壓型連接的計(jì)算方法。設(shè)計(jì)公式采用同鋼規(guī)相同的形式。同普通螺栓相同,也要求驗(yàn)算螺栓頭及螺母下構(gòu)件抗沖切承載力設(shè)計(jì)值。9，1。4.當(dāng)構(gòu)件的節(jié)點(diǎn)處或拼接接頭的一端。螺栓或鉚釘?shù)倪B接長度l1過大時(shí)。螺栓或鉚釘?shù)氖芰懿痪鶆?。端部的螺栓或鉚釘受力最大。往往首先破壞，并將依次向內(nèi)逐個(gè)破壞。因此對長連接的抗剪承載力應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)折減,關(guān)于折減系數(shù)的規(guī)定，歐規(guī)為且0.75,βLf。1 0，長連接的折減區(qū)段為15d 65d、該公式來源于。歐洲鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范,EC3,同鋼規(guī)公式相比。稍偏于不安全，因此.本條款參照鋼規(guī)公式制定。應(yīng)注意本條規(guī)定不適用于沿連接的長度方向受力均勻的情況。如粱翼緣同腹板的緊固件連接。9，1,5，關(guān)于借助填板或其他中間板件的緊固件連接。當(dāng)填板較厚時(shí)，應(yīng)考慮連接的抗剪承載力折減、本條款參照歐規(guī)公式制定。9 1、6，單面連接會引起荷載的偏心.使緊固件除受剪力之外還受到拉力的作用.因此明確規(guī)定不得采用鉚釘連接形式.且對螺栓連接應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)目辜舫休d力折減.螺栓數(shù)目按計(jì)算增加10,的規(guī)定參考了鋼規(guī)相應(yīng)條款,9、1。7，當(dāng)緊固件的夾緊厚度過大時(shí),由于緊固件彎曲變形引起的抗剪承載力折減不應(yīng)被忽視、英規(guī)明確規(guī)定，鉚釘連接的鉚合總厚度不得超過鉚釘孔徑的5倍.鋼規(guī)對鉚合總厚度超過鉚釘孔徑5倍時(shí)。規(guī)定應(yīng)按計(jì)算適當(dāng)增加鉚釘?shù)臄?shù)目，且鉚合總厚度不得超過鉚釘孔徑的7倍 美規(guī)規(guī)定的夾緊厚度過大時(shí)的強(qiáng)度折算不僅適用于鉚釘連接,也適用于螺栓連接,規(guī)定當(dāng)緊固件的夾緊厚度超過鉚釘孔徑或螺栓直徑的4,5倍時(shí) 緊固件的抗剪承載力應(yīng)當(dāng)乘以折減系數(shù),其中 G,為緊固件的夾緊厚度 d為鉚釘孔徑或螺栓直徑 并規(guī)定一般情況下夾緊厚度不應(yīng)超過6d，