螺栓拼接节点（AISC）

子规范：LRFD

节点类型：螺栓拼接节点

单位制： 公制

设计依据： AISC 360-16

验算内容：螺栓受剪及承压

板材材料： A709，Gr. 50

螺栓：5/8'' A307

几何形状

施加荷载

螺栓拼接节点承受拉力，使受剪螺栓的承载比达到 100 %。

计算步骤

同心受荷的螺栓拼接节点设计为螺栓受剪破坏（AISC 360-16 – J3.6）。同时校核螺栓承压强度（AISC 360-16 – J3.10）及板件受拉强度（AISC 360-16 – J4.1）。螺栓螺纹位于剪切面内。

手算

螺栓强度

单个螺栓单个剪切面的抗剪承载力为 27.6 kN。每个螺栓有两个剪切面，拼接每半侧共有 9 个螺栓，因此总承载力为 2 ∙ 9 ∙ 27.6 = 496.7 kN。

承压强度和撕裂强度抵抗作用于两个剪切面的力，即 2 ∙ 27.6 = 55.2 kN。最小强度为靠近被连接板件边缘处（板厚 10 mm）螺栓的撕裂强度，为 121 kN。其余螺栓的承压强度为 128.1 kN，控制性板件为厚度 10 mm 的板件。承压方向拼接板厚度之和为 12 mm。

板件受拉强度

$$\phi R_n = \phi F_y A_g = 0.9 \cdot 344.7 \cdot 2000 = 620.46 \, \textrm{kN}$$

$$\phi R_n = \phi F_u A_e = 0.75 \cdot 448.2 \cdot 1476 = 496.16\,\textrm{kN}$$

在 IDEA StatiCa Connection 中的校核

由于板件变形，螺栓中存在一定的拉力。螺栓承载比为 99.9 %，板件发生屈服。从被连接板件的塑性应变可以看出，承载储备不大。

对比

手算中忽略了螺栓中的拉力，但其对螺栓抗剪强度影响不大。IDEA StatiCa Connection 中的抗力为 494 kN，而手算结果为 496 kN。在 IDEA StatiCa Connection 中，螺栓为控制性因素，板件发生屈服。手算中，螺栓与板件受拉断裂的抗力相同。软件与手算结果之间的差异仅为 0.4 %。