
钢结构高强度螺栓连接是近40年才投入使用并迅速发展起来的螺栓连接形式,因其具有受力性能好、耐疲劳、抗震性能好、连接刚度大、施工简便等优点,被广泛应用于钢结构工程中。在多高层钢结构建筑中,钢结构梁柱和主次梁连接中的腹板连接一般都是采用高强度螺栓连接,螺栓用来承受腹板传来的剪力。
对于高强度螺栓连接,按承载力的极限状态不同,可分为摩擦型连接和承压型连接两种方式。摩擦型连接是以剪力达到板件接触面间由螺栓拧紧力所提供的最大摩擦力作为极限状态,也即是保证连接在整个使用期间其所承受的剪力不超过板件的最大摩擦力,板件不发生相对滑移变形(螺杆和孔壁之间始终保持原有的空隙量),被连接板件可按弹性整体受力计算。而承压型连接中允许剪力超过最大摩擦力,这时被连接板件之间发生相对滑移变形,直到螺栓杆与孔壁接触,此后连接靠螺栓杆本身剪切相孑L壁承压以及板件接触面间的摩擦力共同传力,最后以螺栓杆本身的剪切或孔壁承压破坏作为连接受剪的极限状态。
由此可以看出,钢结构高强度螺栓摩擦型连接和承压型连接是同一个连接的两个不同阶段,对同一高强度螺栓连接而言,承压型连接应是摩擦型连接发展的下一个阶段,其抗剪承载力应高于摩擦型连接。但在设计时,由于摩擦型连接的承载力计算与连接板厚度无关,设计人员往往不考虑连接板厚度与螺栓直径的匹配关系,致使螺栓连接达到极限状态转变为承压型连接时的承载力由连接板承压控制,反而会出现低于摩擦型连接抗剪承载力的不合理结果。本文就铰接和刚接两种连接方式,对高强度螺栓的直径与连接板厚度匹配关系进行探讨,提出一些设计建议。
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