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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(guó)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?；鞠喈?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(jiǎn)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(duì)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(huì)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(jiǎn)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(huì)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(duì)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(huì)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(hào)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(duì)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(duì)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(duì)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 考慮構(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(duì)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(guó)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(duì)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(duì)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(huì)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(duì)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(duì)鋁合金構(gòu)件的表面處理方法也缺少相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 國(guó)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(duì)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(cè)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(zhǎng)度l1過大時(shí)。螺栓或鉚釘?shù)氖芰懿痪鶆颉⒍瞬康穆菟ɑ蜚T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(duì)長(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)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(huì)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(duì)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(duì)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