[分享]门式刚架节点连接,采用端板高强度螺栓连接原理及优点

发表于2018-11-30     714人浏览     1人跟帖     总热度:43  

门式刚架节点连接,采用端板高强度螺栓连接原理及优点

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门式刚架节点连接,采用端板高强度螺栓连接原理及优点_1

门式刚架节点连接,采用端板高强度螺栓连接原理及优点

采用端板连接施工简单方便,而且在使用阶段端板连接为刚性连接,而在罕遇地震作用时处于弹塑性工作状态则为半刚性连接,其连接变形有利于吸收地震能量,对抗震十分有利,这也是门式刚架抗震性能好的重要原因之一。
一、《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》对此作了下列规定
1、主刚架构件的连接应采用高强度螺栓,可采用承压型或摩擦型连接,不得采用普通螺栓.
2、端板厚度是根据端板屈服线发挥的承载力确定的,只有采用按规范施加预拉力的高强度螺栓,才可能出现上述屈服线。因此,在端板连接中,不能用普通螺栓代替高强度螺栓。
也就是说板厚度的公式是根据“塑性分析,弹性设计”确定的,经过多项试验验证,按不下的屈服线得出。例如,对于伸臂类端板,考虑了通过螺栓中心线及其根部各有一条屈服线时得出计算公式,不用高强螺栓施加强大的预拉力,是不可能出现这种情况的。
3、当为端板连接且只受轴向力和弯矩,或剪力小于其抗滑移承载力(按抗滑移系数为03计算,以考虑摩擦面涂刷防锈漆或不涂油漆的干净表面情况)时,端板表面可不作专门处理…。高强度螺栓直径可根据需要选用,通常采用没M16-M24螺栓。
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二、同济大学对轻型钢结构低抗滑移系数的高强度螺栓端板式连接作了系列研究,以下是主要结论:
轻型钢结构门式刚架构件的端板式连接中,一般端板较薄,焊接后板件的变形使相互连的端板间难免留有一定的缝隙,容易引起锈蚀,因此部分钢结构企业采用了在摩擦面涂醇铁红或聚氨酯富锌漆工艺作为防腐处理,这两种油漆较为经济,均有较好的防锈能力。但因设计规范和技术规程对摩擦面涂刷这两种油漆后的抗滑移系数未作出明确规定,使设计和验收无章可循,给工程应用带来不便。另一方面,轻型钢结构门式刚架中梁梁及梁柱连接节点主要承受弯矩作用,剪力相对较小,这与其他钢结构节点的受力不同,其摩擦面的抗滑移系数应该可以小一些。
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因此,不仅需要确定以上两种油漆工艺处理后摩擦面的抗滑移系数,还应确认与之相关的、低抗滑移系数的节点力学性能,及能否满足结构要求。抗滑移系数试验研究表明,连接板接触面涂醇酸铁红或聚氨酯富锌漆的高强度螺栓连接的摩擦面抗滑移系数不高,用于摩擦型连接时节点抗剪承载力较低,研究表明,接触面满足S2除锈等缓要求后涂刷漆膜厚度不超过100m的醇酸铁红或聚氨酯富锌漆其抗滑移系数设计值可取015,该值具有97.7%的保证率。
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摩擦型连接高强度螺栓群承载力计算值由缧栓群抗剪能力控时,摩擦面抗滑移系数的高低对连接节点的承载能力影响较大。当端板连接节点的摩擦型连接高强度螺栓群承载力计算值由螺栓抗拉能力控制时,采用低抗滑移系数摩擦面,不影响节点对抗剪设计承载力的要求。现行《钢结构设计规范》公式完全适用于弯矩和剪力共同作用下低抗滑移系数摩擦面高强度螺栓群的承载力计算。适当配置螺栓规格和螺栓间距,对轻型钢结构门式刚架而言,低抗滑移系数的摩擦面一般仍能满足要求。由于轻型钢结构门式刚架构件一般以受弯控制设计0.15的低抗滑移系数的端板式连接通常可以满足摩擦型高强度螺栓承载能力的要求对承受弯剪作用的轻型钢构件端板式连接,可以用参数拉剪比(螺栓群受力状态的参数一拉剪比,即螺栓群中受拉力最大的高强度缫栓的计算拉力与计算剪力之比》判定螺栓群中最不利螺栓的控制状态。当拉剪比较大时,螺栓连接的安全性由受拉力最大的螺栓控制,拉剪比较小时由螺栓群受剪控制,在轻型门式钢刚架结构中,大多数情况下,两种涂漆连接面0.15的抗滑移系数都能满足采用摩擦型连接的高强度螺栓节点的承载需要(包括高强度螺栓群受剪控制的情况)。在遭遇设计极限状态所预期的荷载甚至超限荷载的作用后,所研究的两种涂漆抗滑移面即使经受若干次反复滑移,仍能够保持其后的抗滑移承载力接近首次抗滑移承载力,亦即可以经受反复荷载的作用。


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