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1、第!"卷第"期建筑结构"##"年"月受拉螺栓群在偏心拉力作用下的强度计算方鸿鹃(齐齐哈尔铁路运输职工大学$%$##")[提要]现行的《碳素结构钢》(&’(##—)))规范给出了受拉螺栓连接在偏心拉力作用下,按大、小偏心进行计算的方法,但是并未给出大、小偏心的判别式。现通过简单的推导得出了一个既简单又方便的判别式和普通螺栓群在偏心拉力作用下大、小偏心的简单计算公式及确定中和轴位置的精确计算方法。[关键词]偏心受拉大小偏心中和轴螺栓连接计算方法*+,-./01/21!"#$%&’(#)*()#"+’(,,+(&’(##—)))1,340
2、,-.+,5/6738/98:9/.40;.+,-.2,0;.+73.+,<79.-40/8.47073,88,0.2483728,=’:..+,5/617,-0’..,99:-+75.7>:1;,.+,,88,0.2484.64-<4;72-?/99=*+,/:.+72+/-?/1,-7?,@27;2,--401,/940;54.+.+4-@27<9,?=*+,0,514-824?40/.470/01.+,8/98:9/.40;?,.+71/2,-4?@9,/01870A,04,0.=!"#$%&’(:,88,0.248.,0-4
3、70;0,:.2/9/B4-;<79.;8/98:9/.40;?,.+71《碳素结构钢》(&’(##—)))规范及我国各大专院--,3$?/B12"#/.($)校出版的钢结构教材中,给出了关于受拉普通螺栓连&4"35接,在偏心拉力作用下,按大、小偏心分别进行计算的--,3$公式,但是并未给出有关大、小偏心的判别式。设计中/?401&6"!#(")4"35采用试算法工作量很大。本文对规范给出的公式进行<式中:/为单个螺栓的抗拉承载力设计值。.了简单的推导,得出了大、小偏心的界限偏心距,的82式($)中/#/<是最不利受拉螺栓$需要
4、满足?/B.计算公式和判别大、小偏心的方法及其相应的强度计的强度条件,而式(")/?40!#是采用此计算方法必须算公式,可节省计算工作量。具备的条件,即表示螺栓全部受拉,不存在受压区,这一、问题的提出是小偏心受拉成立的前提条件。[!]现行钢结构教材中对受拉螺栓连接受偏心拉力"D大偏心受拉情况(如图"所示,/?40$#)作用的计算是这样叙述的:当偏心距,较大,弯矩.较大,式(")不能满足时,在此种情况,端板底部会出现受压区,螺栓群转动轴位置将下移。为便于计算,偏于安全地近似取转动轴在弯矩指向一侧最外一排螺栓轴线78处,则最不利螺栓“$
5、”号所受的拉力和需满足的强度条件为:-,838$$?/B1"#/.(!)4"385图$如图$所示的牛腿或梁端与柱的连接,端板刨平顶紧于支托。螺栓群受偏心拉力-(与图中虚线所示的.C-,,/C-联合作用等效)以及剪力0作用。剪力0全部由焊接在柱子上的支托承担,故螺栓群只图"承受偏心拉力-的作用。在这种情况下,应根据偏心距的大小将其区分为下列两种情况,分别计算。例题:如图!所示,试设计一屋架下弦端板和柱翼$D小偏心受拉情况(如图$所示,/?40!#)缘板的连接,图中下弦、腹杆与节点板在工厂焊成整当偏心距,较小时,弯矩.C-,不大体,
6、在工地吊装就位于柱的支托处,然后用螺栓与柱连!)成整体。钢材!"#$,%级普通螺栓&""。试验算该连接的螺栓是否安全。图.界限偏心距图#入小偏心受拉的强度计算公式,整理得:解:纵向剪力!’$"$(#/$’#)$*+,全部由支托"())1$.))("())$)#%1($)承受,螺栓只承受水平拉力合力:"’,"$-$"$(./$%089("21/".01$=>’"/$*+。初选)"个&""螺栓,按图示尺寸排列,""$对#点的偏心距$’),/00。%0:;((),)$/(,)1$=>先按小偏心受拉情况计算如下:由式(,)知:当括号内数值$
7、/时,即当外荷载产())单个螺栓的抗拉承载力设计值生的偏心距$#$=>或$/$=>#)时,为小偏心受拉状态,11%2’&3’2’#/#4.()5/’$)$56+’$)7$56*+此时只要把$/$=>的值代入式($),即可结束运算;若括(")螺栓强度验算号内数值!/时,即当$%$=>或$/$=>%)时,为大偏心"/$"/$*),/*"//受拉状态,需按式(#)进行计算。同时考虑到转动轴移%)089()""")(.,+.*+)""*"*(./))"/)"//动到#-后,有如下公式成立:%"/$,"/$*),/*"//(,)"+"*+!/
8、$-($).)0:;()"""")"*"*(./))"/)"//2由于%!/,表示端板上部有受压区,属于大偏.-)(".)((1,/)0:;/心情况。此时,螺栓群转动轴在最顶排螺栓,最底排螺.-),/"(栓受力最大,其值为:.-"12