螺栓中的力(包括撬力)由有限单元法分析确定。螺栓承载力按规范条款进行校核。
螺栓
螺栓按第 9.2 章"螺栓设计"进行校核。每个螺栓的拉力和剪力由有限单元法分析确定。撬力按第 9.1.8 条的建议予以考虑,并由有限单元法分析确定。每个剪切面单独校核。承压板件按邻近剪切面的剪力之和进行校核。
受剪螺栓
承受设计剪力的螺栓按第 9.2.2.1 条设计,应满足:
\[ V_f^* \le \phi V_f \]
其中:
- Vf* – 设计剪力
- ϕ = 0.8 – 承载力系数(表 3.4),可在规范设置中修改
- Vf = 0.62 fuf A – 螺栓的名义抗剪承载力
- fuf – 螺栓的最小抗拉强度,按表 9.2.1 规定
- A – 螺栓截面面积,取 Ac 或 Ao,分别为 AS 1275 中定义的螺栓小径面积或螺栓名义光杆截面面积。每个剪切面单独校核。
Ac 的值在软件中由以下函数近似计算:
Ac = 0.0000163 · As2 + 0.91682 · As − 0.85375
最大误差为 0.8 mm2 或 0.5 %。
表 9.2.2.1 中用于考虑螺栓搭接节点长度的折减系数取 1.0。通过对每个螺栓单独校核,折减自动应用。
根据第 9.2.2.5 条,对于填板厚度超过 6 mm 的节点,螺栓的名义抗剪承载力应降低 15 %。对于多剪切面节点,折减适用于所有剪切面。
受拉螺栓
承受设计拉力的螺栓按第 9.2.2.2 条设计,应满足:
\[ N_{tf}^* \le \phi N_{tf} \]
其中:
- Ntf* – 设计拉力
- ϕ = 0.8 – 承载力系数(表 3.4),可在规范设置中修改
- Ntf = As fuf – 螺栓的名义抗拉承载力
- As – 螺栓的受拉应力面积,按 AS 1275 规定
- fuf – 螺栓的最小抗拉强度,按表 9.2.1 规定
剪拉复合受力螺栓
同时承受设计剪力和设计拉力的螺栓按第 9.2.2.3 条设计,应满足:
\[ \left ( \frac{V_f^*}{\phi V_f} \right ) ^2 + \left ( \frac{N_{tf}^*}{\phi N_{tf}} \right ) ^2 \le 1.0 \]
其中:
- ϕ = 0.8 – 承载力系数(表 3.4),可在规范设置中修改
板件承压
承受受剪螺栓引起的设计承压力的板件按第 9.2.2.4 条设计,应满足:
\[ V_b^* \le ϕ V_b \]
其中:
- ϕ = 0.9 – 承载力系数(表 3.4),可在规范设置中修改
- \( V_b = 3.2 d_f t_p f_{up} \le a_e t_p f_{up} \) – 板件的名义承压承载力
- df – 螺栓直径
- tp – 板件厚度
- fup – 板件抗拉强度
- ae – 从孔边到板件边缘沿力分量方向量取的最小距离,加上螺栓直径的一半。板件边缘应视为包括相邻螺栓孔的边缘
摩擦型节点
对于摩擦型节点,需限制正常使用极限状态下的滑移,并按第 9.2.3 条设计。这些螺栓还应按承压型进行承载能力极限状态校核。承受剪力的螺栓应满足:
\[ V_{sf}^* \le ϕ V_{sf} \]
其中:
- ϕ = 0.7 – 承载力系数(第 3.5.5 章),可在规范设置中修改
- Vsf = μ Nti kh – 螺栓的名义抗剪承载力
- μ = 0.35 – 滑移系数,按第 9.2.3.2 条规定,可在规范设置中修改
- Nti – 安装时的最小螺栓预拉力,按第 15.2.2.2 条规定
| 螺栓公称直径 | 最小螺栓预拉力 [kN] |
| M16 | 95 |
| M20 | 145 |
| M24 | 210 |
| M30 | 335 |
| M36 | 490 |
| 其他 | \(A_s \cdot 600\) MPa |
- k h – 不同孔型的系数,按第 9.2.3.1 条和第 14.3.2 条规定
- k h = 1,适用于标准孔(d f ≤ 24 mm 时扩大 +2 mm,否则 +3 mm)
- k h = 0.85,适用于短槽孔(孔长 ≤ max(1.33 d f, d f + 10 mm))和超大孔
- k h = 0.70,适用于长槽孔
有效接触面数量 nei 始终等于 1,因为每个接触面单独校核。
摩擦型节点中承受剪拉复合力的螺栓应满足:
\[ \left ( \frac{V_{sf}^*}{ϕ V_{sf}} \right ) + \left ( \frac{N_{tf}^*}{ϕ N_{tf}} \right ) \le 1.0 \]
其中:
- Vsf* – 螺栓在接触面平面内的设计剪力
- Ntf* – 螺栓的设计拉力
- ϕ = 0.7 – 承载力系数(第 3.5.5 章),可在规范设置中修改
- Vsf – 螺栓的名义抗剪承载力
- Ntf = Nti – 螺栓的名义抗拉承载力,等于安装时的最小螺栓预拉力
摩擦型节点还应进行承载能力极限状态校核。应将螺栓类型改为承压型——拉剪相互作用,适当增大荷载后重新对节点进行校核。
