钢结构销轴节点的设计_许强

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1、DOI:10.15874/j.cnki.cn33-1102/tu.2014.05.008浙江建筑，第31卷，第5期，2014年5月ZhejiangConstruction，Vol．31，No．5，May．2014钢结构销轴节点的设计PinJointDesigninSteelStructure许强，朱俞江XUQiang，ZHUYujiang(浙江省建筑设计研究院，浙江杭州310006)摘要:销轴节点常常用于铰接柱脚、拉杆、拉索端部的连接。即将出版的《钢结构设计规范(GB50017—201x)》中加入了销轴连接的设计内容，填补了这方面的设

2、计空白。在此对销轴节点设计的重点内容作一些简要的讨论，以帮助大家更好地理解和正确设计此类节点。关键词:销轴连接;工程应用;破坏模式;设计要点中图分类号:TU391文献标志码:A文章编号:1008－3707(2014)05－0015－051概述2销轴节点的形式销轴节点以往在港口、桥梁、起重机械等行业中销轴连接即是用一根钢销轴将分别与两相邻有着广泛应用。近年来，随着建筑形式的不断拓展，构件连接的多块耳板联系起来的节点形式，其中销轴节点在现代钢结构工程中得到了越来越多的应径向荷载通过各相关部件间的接触来传递。对于用。销轴节点具有传力明确、构

3、造简单、施工方便等承受简单拉、压荷载的连接，均可以考虑采用销轴优点，同时在建筑中又比较美观，常常作为理想铰接节点。节点应用于柱脚、拉杆以及拉索端部的连接。常见的销轴连接耳板形式有:矩形、带切角矩［1］丁大益等指出:由于我国《钢结构设计规范形、圆形以及环形等，见图1。连接销孔的结构形式(GB50017—2003)》还没有涉及该类连接节点的设可以是单板式，也可以是套筒式(常见于起重机计公式，设计人员通常是借鉴其他的行业规范或国械)。钢销轴的一般规格和技术条件见相关［2］外设计标准，常造成设计的节点存在一定的浪费或国标。不安全因素。即将出版

4、的《钢结构设计规范(GB50017—201x)》中加入了销轴节点的设计内容，填补了这方面的设计空白。本文对销轴节点形式、破坏模式以及新《钢结构设计规范(GB50017—201x)》中连接计算和构造的相关规定进行介绍，并对其中一些需要注意的设计要点进行讨论，供大家在设计此类节点时图1常见销轴连接耳板形式参考。收稿日期:2014－02－10作者简介:许强(1975—)，男，江苏南通人，高级工程师，从事建筑结构设计工作。16浙江建筑2014年第31卷销轴与耳板可采用Q345、Q390与Q420钢，必Nσ=≤f(1)要时也可采用45号钢、35

5、CrMo或40Cr等钢材。采2tb1用45号钢、35CrMo或40Cr等钢材时，其设计强度b=min2t+16，b－d0(2)1(3)可参考相关行业规范取值。(2)耳板端部截面抗拉(劈开)强度:3破坏方式及相应设计公式Nσ=≤f(3)2d0销接节点的破坏涉及连接耳板和销轴两个2t(a－3)方面。(3)耳板抗剪强度:连接耳板需按孔净截面处的抗拉强度、端部截N面抗拉(劈开)强度、抗剪强度、局部承压强度四个τ=2tZ≤fv(4)方面进行考虑，见图2～4。连接耳板按下列公式进22Z=槡(a+d0/2)－(d0/2)(5)行抗拉、抗剪强度的计算

6、:式中:N—杆件轴向拉力设计值;b1—计算宽度(mm);d0—销轴孔径(mm);2f—耳板抗拉强度设计值(N/mm)。Z—耳板端部抗剪截面宽度(mm);2fv—耳板钢材抗剪强度设计值(N/mm)。图2耳板破坏形态示意图钢销轴需考虑局部承压强度、抗剪强度、抗弯强度以及弯剪组合强度，按下列公式(6)～(9)进行计算。耳板和销轴承压强度验算采用同一个公式，若两者材料相同，则验算结果一致;若两者材质不同，则由强度较低那种材料的承压破坏控制。(1)销轴承压强度:Nbσc=≤fc(6)dt(2)销轴抗剪强度:Nbτb=2≤fv(7)dnvπ4图3

7、销轴连接耳板(3)销轴的抗弯强度:Mbσb=3≤f(8)πd1．532(4)计算截面同时受弯受剪时组合强度应按下式验算:22σbτb(fb)+(fb)≤1(9)槡v式中:d—销轴直径;bfc—销轴连接中耳板的承压强度设计值;nv—受剪面数目;b图4销轴破坏形态示意图fv—销轴的抗剪强度设计值;M—销轴计算截面弯矩设计值;(1)耳板孔净截面处的抗拉强度:bf—销轴的抗弯强度设计值。第5期许强等:钢结构销轴节点的设计17荷载较大需要用到直径大于100mm的销轴时，建议4设计要点讨论在咨询生产厂家后确定相应的材质和规格尺寸。4．1使用范围4

8、．2耳板尺寸简单受拉、压连接一般优先考虑采用高强螺栓，耳板尺寸应根据前面给出的强度计算公式确［3］因为这样更经济。以M24高强螺栓(10．9级)为定，还应满足一定的构造要求。计算结果表明:例，考虑摩擦系数0．45，双面抗