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1、第41卷第6期Vol.41，No.62015年12月SichuanBuildingMaterialsDecember，2015全螺纹紧固T型连接节点极限抗拉承载力分析张再华,曾杨,贺冉(湖南城市学院土木工程学院,湖南益阳413000)摘要:全螺纹紧固连接在开口截面与闭口截面的连接1单个螺纹紧固轴向受拉连接的强度分析过程中具有非常广泛的应用前景。本文通过对全螺纹紧固连接的受力机理的剖析,给出了单个全螺纹紧固连接抗拉承载取单个螺栓紧固连接的隔离体分析其轴向受力,图3力的设计取值,在此基础上分析了全螺纹紧固的T型连接轴(a)显示了该连接轴向受拉
2、的传力机理:视中部螺栓为不动心受拉的极限抗拉承载力确定方法,给出了全螺纹紧固T型支座,两侧连接板做相向的滑移,中部的螺栓能承受的最连接的轴心受拉的三类型实效模式的判别方法。提供的方法大轴力T,而两侧通过内攻丝产生的螺纹牙传递内力,对简单实用,能为该类型连接的计算复核提供便利。应板厚为t、t的连接件,各自能传递的内力分别为T、121关键词:全螺纹紧固;T型连接;极限抗拉承载力T,由于采用高强螺栓连接(8．8s或10．9s),连接钢板通2中图分类号:TH131．3文献标志码:B常采用为Q235或Q345钢材,螺栓的轴向承载力T明显有文章编号:
3、1672-4011(2015)06-0059-02大于连接板的传力T、T,因而整个全螺纹紧固的受拉连12DOI:10.3969/j.issn.1672-4011.2015.06.031接所能传递的拉力P为:P=min(T、T)(1)0前言12典型的钢结构的高强螺栓受拉连接通常均为T型连接形式(如图1所示),作用紧固件的高强螺栓连接副包括螺栓与螺帽以及两个垫圈。连接节点承载能力可以依据[1]GB50017-2003《钢结构设计规范》以及JGJ82-2011《钢[2]结构高强度螺栓连接技术规程》的相关规定进行计算。在某模数化装配式钢结构工程中
4、,大量采用了全螺纹紧固的高强螺栓装配方式,其装配方式如图2所示,通过对连接钢板在工厂内进行攻丝处理,结构安装现场只需在安装构件的单侧进行螺杆的紧固即可。这种连接方式十分方便闭口截面与开口截面之间的连接,但连接的承载力能力计算(a)全螺纹紧固受拉传力机理(b)连接板件一圈螺牙受力状况展开图钢结构设计规范及钢结构高强度螺栓连接技术规程都没有图3全螺纹紧固轴受拉受力的传力机理给出相应的计算方法。本文从分析螺纹连接强度方式着手,式中,T、T分别对应为连接板件螺纹牙传递的内力,12探讨了这种连接的极限抗拉承载力的确定方法。它应由螺纹牙在图3(b)所
5、示悬臂受力方式下的强度条件决定,包括危险截面A-A的抗剪与抗弯强度强度条件。在图3(b)中,D、D分别为螺纹牙的外径与内径,D为12中径,b为螺纹牙根部高度(普通螺纹通常b=0．83p,p为螺距),F为一圈螺纹牙承受的轴向力。考察A-A截面的强度条件可得:F截面抗剪强度要求为:≤f(2)πbDv截面抗弯强度要求为:D-D1F·M23F(D-D1)图1典型高强螺栓T型连接方式W=2=2≤f(3)πDbπDb6由式(2)、(3)可求得一圈螺纹牙可能承受的最大轴向拉F为:t2F=min(πbDf,πbDf/3(D-D))(4)tv1式(4)中,
6、f、f分别为连接板件的抗剪强度与屈服强度v设计值。连接板件厚度t范围内,螺纹结合圈数为n=t/p,考虑螺纹传力在螺纹牙之间的传力不均匀系数k,则单个螺栓连接的抗拉轴力设计值为:N=k(t/p)F(5)tmint图2采用全螺纹紧固的T型连接方式式(5)给出了全螺纹紧固单个螺栓抗拉承载力的设计N取值,式中,t为紧固板件中的最小厚度值。考虑到螺纹tmin作者简介:张再华(1973-),男,湖南宁乡人,硕士,讲师,主要从事钢牙传力的不均匀,通常螺纹紧固板件厚度不超过螺纹公称直结构工程设计计算理论的研究与教学。径的1．5倍,在这个板件厚度范围内,螺
7、纹牙应力分布不均匀·59·Vol.41，No.6第41卷第6期December，2015SichuanBuildingMaterials2015年12月系数k取值为0．6[3]。′′F=2(P-Q)=2(M/e-(M+M)/e)(8)21122式中,M为连接板与轴向传力板连接处的截面塑性弯12T型连接轴向受拉极限承载力分析矩;M为连接板件在螺纹孔位置处的净截面塑性弯矩,可以2T型连接轴向受拉的计算单元通常如图4(a)所示,其分别由连接板的截面尺寸确定,对图4(a)的计算单元,M1=[4]22典型的失效模式有图4中所示的3种情形,分别对应于
8、btf/4,M=(b-d)tf/4,式(7)可以改写为:y2y紧固件轴向刚度与连接板抗弯刚度的不同相对大小:当紧P=(2b-d)t2f/4e′(9)y2固件轴向刚度很大而连接板很柔时产生图4(
