高强螺栓连接节点的受弯计算中和轴应该取哪里?
妈妈咪呀q
2024年06月11日 17:17:47
只看楼主

      在PKPM的门式刚架设计参数中,有一个关于节点高强螺栓计算方法的选项:中和轴在受压翼缘中心和中和轴在端板形心。计算发现采用两者假定得到的结果差异较大,工程中该如何处理? 普通螺栓群:中和轴取受压侧最外排螺栓位置   在弯矩作用下,受拉区的普通螺栓会因拉伸而脱开,导致中和轴下移,在极限状态下全部螺栓基本处于受拉状态,受压区通过小部分端板的接触力与螺栓的受拉力平衡,形成力偶。由于精确确定中和轴位置较为复杂,因此计算时假定中和轴位于受压侧最外排螺栓位置,且忽略受压区对弯矩的贡献。



 

 

 

在PKPM的门式刚架设计参数中,有一个关于节点高强螺栓计算方法的选项:中和轴在受压翼缘中心和中和轴在端板形心。计算发现采用两者假定得到的结果差异较大,工程中该如何处理?

普通螺栓群:中和轴取受压侧最外排螺栓位置  

在弯矩作用下,受拉区的普通螺栓会因拉伸而脱开,导致中和轴下移,在极限状态下全部螺栓基本处于受拉状态,受压区通过小部分端板的接触力与螺栓的受拉力平衡,形成力偶。由于精确确定中和轴位置较为复杂,因此计算时假定中和轴位于受压侧最外排螺栓位置,且忽略受压区对弯矩的贡献。  

高强螺栓摩擦型:中和轴取螺栓群形心  

高强螺栓摩擦型连接的抗拉承载能力取0.8倍的预紧力,研究表明即使考虑撬力的影响(图2b),当螺栓轴力小于0.8P时也可以保证板件间紧密接触,不会发生脱开。

因此,通常情况下,假定高强螺栓摩擦型连接的受弯节点的中和轴位于螺栓群的形心(图3)。

高强螺栓承压型:中和轴应取与摩擦型一致  

高强螺栓承压型连接的计算方法在许多方面与普通螺栓接近,但是对于受弯节点来说应该取与摩擦型一致。这是因为,承压型连接的预紧力与摩擦型相同,而且单个承压型的抗拉承载力为:

   
单个摩擦型的抗拉承载力:
   
两者非常接近,因此两者在抗弯计算时应采用相同的假定。    
两种假定计算结果比较  
1 )计算螺栓内力时,采用不同的计算假定的根本原因在于是否考虑受拉区端板脱开;
2 )高强螺栓无论是摩擦型连接还是承压型连接,均可以保证在受弯时端板不发生脱开;
3 从计算结果比较,采用假定中和轴位于螺栓群形心(假定 2 )计算得到的螺栓拉力更大,结果更为保守
4 )基于( 2 )和( 3 )两点结论, 实际工程设计中对于高强螺栓连接节点建议采用假定 2 进行计算
此外,注意到部分观点认为,高强螺栓连接节点在受弯时,由于受拉依靠螺栓,但是受压依然依靠端板之间的接触力,由于端板接触的面积远大于螺栓面积,因此实际上也会导致中和轴下移,从而建议采用假定 1 计算螺栓内力。
对此,小编的认为该观点在理想情况下(端板弯曲刚度无穷大)是有道理的,但是由于实际节点的端板会因受力而发生弯曲变形,从而使得弯矩的拉力部分主要依靠受拉翼缘附近位置的螺栓承受,因此实际节点并不能使得多数的螺栓处于受拉状态,与理想情况存在差异,同时文献 [1] 的有限元分析结果也证实这种现象。因此, 结合结论( 3 ),仍然建议实际工程中采用假定 2 进行高强螺栓连接节点的受弯计算    
参考文献:
[1] 向松,蒋斌等,端板式连接节点计算方法探讨,建筑结构, 2023 12 月, 53(S2) 1183-1186.  

来源:   非常稳定   公众号,如有侵权请联系我们。

免费打赏
tumux_2993
2024年06月11日 17:51:01
2楼
高强螺栓连接节点的受弯计算中,中和轴的位置可能会受到多种因素的影响,因此需要根据具体情况进行分析和判断。在进行高强螺栓连接节点的受弯计算时,需要考虑螺栓的布置方式、连接板的厚度、螺栓的直径和强度等因素。一般来说,中和轴会穿过连接板的厚度中心,但是在实际情况中,由于螺栓的紧固力和连接板的变形等因素的影响,中和轴的位置可能会发生偏移。此外,还需要考虑高强螺栓的抗剪性能和连接板的抗弯性能等因素。在进行高强螺栓连接节点的设计时,需要根据具体情况进行详细的计算和分析,以确保连接节点的安全性和可靠性。总之,高强螺栓连接节点的受弯计算中,中和轴的位置需要根据具体情况进行分析和判断,同时还需要考虑高强螺栓的抗剪性能和连接板的抗弯性能等因素。在进行设计时,需要根据具体情况进行详细的计算和分析,以确保连接节点的安全性和可靠性。
回复

相关推荐

APP内打开