钢梁拼接的摩擦型高强度螺栓连接的计算.熊润生1996

信阳师范学院学报(自然科学版) 第9卷 第3期 1996年7月 Journal of Xlnyang Teachers College (Natural Science Edition)Vo1．9 No．3 Ju1．1996 钢梁拼接的摩擦型高强度螺栓连接的计算 熊瑞 生 张洪敏 (信阳师范学院建工系．河南，信阳 464000) 摘 要 末文阐明了在钢结构的设计计算中常用的钢栗拼接的摩擦型高强度螺栓连接的计 鼻方法的不足夏原因．并 L^内力传递与分配的角度(印传力tt8~)出曼，培出了符合受力要求．且 更为经济 合理的设计与计鼻方法 。 关键词 钢栗拼接；摩擦型高强度螺栓连接；传力逢径 分类号 Tu39 1 问题的提出 在钢梁的设计计算中，经常遇到钢梁的拼接计算，在通常情况下 ，采用的计算方法如下 述设计实例所示 ： 1．1 设计实例一 图1(a)所示为一焊接工字型截面梁 ，已知在拼接点处弯矩 M=920kN． m，剪力 V~88kN，钢材为 Q235一A·F，采用10．9S级 M20摩擦型高强度螺栓连接，构件 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 面经喷砂处理．要求进行其工地拼接设计。具体设计计算如下； 收稿 日期 1995一O1一o4 h 一1 L 竿 一 竺 + 强 崩 圈 维普资讯 http://www.cqvip.com ● 第9卷 第3期 熊瑞生等 ；锕粱拼接的唪擦型高强度螺桂连接的计算 1) 翼缘板拼接 采用与翼缘等强度拼接 ，单面拼接板，截面与翼缘板的截面相同 按构造要求每列布置4 个螺栓，取螺栓孔径 d。=22ram。翼缘板净截面所能承受的轴向力为： N—A ，一 (380—4×22)X 20X 205X10 =1I97．2kN 单个高强度螺栓的抗剪承载力设计值为： Ⅳ = 0．9n f~P= 0．9X 1X 0．45× 155= 62．78kN 拼接头一侧需要 的螺栓数 目为： ，i=N／Ⅳ 一I197．2／62．78=I9．07个 ，取20个． 按构造要求布置螺栓如图1(6)所示 ，故翼缘拼接板采用：1一Z0X 380×850mm。因 t = 320mm<15do=15×2Z=330mm，所以螺栓承载力设计值不再乘以折减系数 。 2) 腹板拼接 梁的毛截面惯性矩 ，和腹板的毛截面惯性矩 ， 分别为： J： I X 100a× 0 ． 8+ 2X2X 38X ( )z：462019cm· I．= I x 100 X 0 ． 8= 66667cm· 腹板所分担的弯矩 帆 为： 一 争 = X 920=132_8kN．m 初步选用腹板拼接板为2—8X 350X 966mrd，在腹板拼接缝每侧排两列螺栓，共采用20 个高强度螺栓 ，按构造要求，布置螺栓如图I(6)所示。经验算 ，这佯布置的螺栓满足承载力要 求 ，验算过程咯 。 3) 净截面强度验算 翼缘板净截面强度和腹板净截面强度经验算均满足要求，过程从略 。 I．2 设计实例二 在文献[2]～[4]中，在解决此类问题时，采用的计算方法如下(利用设 计实例一的数据及要求 。翼缘拼接螺栓按构造每列布置4个)； 1) 翼缘板净截面和毛截面所能承受的轴向力分别为： N =A ，+O．5nt = (38O一4×22)x2O×205×10-3+O．5×4×62．78 — 1322．8kN N2一A，=380X 20X 205X 1O = 1558kN> N1 所以拼接头一侧需要的螺栓数 目为： N l 1322．8 ． 一 雨 ‘ 为便于布置，取 n=24个，排 成6列 ，如图2所示 。 2) 腹板拼接计算 及净截 面强度验算 方法和结果与设计实例一 同，此处从略 。 1．3 存在的问题 图2 维普资讯 http://www.cqvip.com 信阳师范学院学报(自然科学版) 1996年7月 在上述的计算中，文献[1]～[4]在计算翼缘拼接需要的螺栓数目时．都是直接从翼缘板 所能承受的力这一角度来考虑 问题的，而根本没有涉及到拼接头处 内力的大小问题 ；这样做 虽然可以保证在梁截面不发生破坏的情况下．连接也不发生破坏．但这样做显然存在以下三 方面的不足 ：首先 ．梁截面是由最大内力确定的，而梁的拼接位置总是尽可能地选在内力(弯 矩)最小(或较小)处 ，这样一来就会出现用由最大内力确定的梁截面的承截力米汁算和布置 内力最小(或较小)处的拼接螺栓的情况；这显然和既安全叉经济的设计原则是不一致的。其 次，在文献[2]～[妇中．在计算翼缘板净截面所能承受的轴向力时 ，用了公式 ；N=A f+0．5 - ^ ；显然在使用这个公式时 ，暗含了这样一个条件 ：当钢板受力达到其强度设计值 ，时， 所选用的高强度螺栓受力也达到了承截力设计值 N {这在实际工程中显然是做不到的。若 利用正确的计算公式 N=A ，／(1一o．5 )来计算的话，因在螺栓的数目未求出之前 是个 未知数 ．那么将无法进行计算 其三 ，采用前述的计算方法 显然不能明确地看出连接的传力 途径 ，即不能明确地看出拼接头处的内力是怎样传递和分配的，以及在传力 的过程 中连接件 的受力情况又是 怎样的。 z 问题的解决 从上述设计实例 中看出， 采用前述的计算方法 ．有明显 的不足之处，要想克服这些不 足，就 应 直接从 传 力途 径着 手，由拼接头处的内力求需要 圈3 的螺栓数 目。下面就用这种方法对设计实例一重新进行设计计算 ： 2．1 翼缘板拼接 拼接头处的弯矩 由翼缘和腹板按刚度分配．剪力全部 由腹板承担。 1) 梁和翼缘的毛截面惯性矩分别为 ： ，=1／~X100aX0 ． 8+2~2~38~( 丝 ) 一462019c m． ^ ‘ I1=2X 2 X 38X( 尝 ) 395352cm,L ‘ 2) 翼缘分担的弯矩为： M=争M_ X 920=787kN·m 3) 翼缘受到的由 M．而产生的轴向力为(见图3)； NI~M1／h，=787／1．02=771．6kN 4) 接头一侧需要的螺栓数 目为： 一 = = ； 嘉=12．3个．取12个．采用图4所示的形式布置。 5) 翼缘拼接板与翼缘板同宽，其截面厚度 ￡由下述方法确定： ‘ ^ =(b--4do)f．又．．． 瓮(1一。．5等)≤， ≥ (1—0．5等)=西 ×(1—0．5× )一10．2mm 维普资讯 http://www.cqvip.com ● 第9卷 第3朝 熊瑞生等：钢粱拼接的岸攘登高强度螺栓连接的计算 考虑到单层拼接板的传力有偏心 的影响及布置螺栓的构造要求，取 t 一12ram．故翼缘 拼接扳采 用：1—12 X 380× 530ram ． 2．2 腹板拼接 和设计实例一的计算方法一样． 螺 栓 布置 见图l(6)和 图4，过 程此处 略。 2，3 净截面强度验算 1) 翼缘拼接板净截面强度验算 拼接板净截面面积 A 一 (380-- 4X22)× 12= 3504mm 拼接板毛截面面积 A 一 380X 12= 4560mm 因为 一(1—0．5 )瓮 巨4 一 (I--0-5× )× =183_5MPa<，_2ljMPa Ⅳ ． 77l，6× l0 4560 ：l 69．2MPa 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 应用讲评．中国建筑工业出版杜，1991 The Calculation of the Friction-- typed High-- strength Bolt Connection in Steel Beam Splice Xiong Rulsheng Zhang Hongmln (Dept of Architectural Engineering、Xinyang Teachers College Xinyang，HenantChina，464000) Abstract This paper illustrates the disadvantages and the ir reasons in the unlversa1 steel beam splicing calculation method of friction -- typed high— strength ， bolt connection in design calculation of steel structure and also gives the reasonable and economical design and calculation method which can meet f。roe—bearing demand in the vieW of the transmis— sion and distribation of inner force(i．e．the way of foroe transmission)． Key words Steel beam splice；Friction--typed high-- strength bolt connection；Force transmission way 维普资讯 http://www.cqvip.com