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 S16 – 第 13 章进行规范校核。
螺栓
螺栓抗拉强度
螺栓的抗拉承载力按第 13.12.1.3 条评定,取为:
\[ T_r = 0.75 \phi_b A_b F_u \]
其中:
- ϕb = 0.8 – 螺栓抗力系数,可在规范设置中编辑
- Ab – 基于公称直径的螺栓横截面面积
- Fu – 螺栓规定最小抗拉强度
当螺栓螺纹被剪切面截断时,抗剪承载力取为 0.7 Vr。
螺栓抗剪强度
螺栓的抗剪承载力按第 13.12.1.2 条评定。螺栓的每个剪切面单独校核,取为:
\[ V_r=0.6 \phi_b A_b F_u \]
其中:
- ϕb = 0.8 – 螺栓抗力系数,可在规范设置中编辑
- Ab – 基于公称直径的螺栓横截面面积
- Fu – 螺栓规定最小抗拉强度
当螺栓螺纹被剪切面截断时,抗剪承载力取为 0.7 Vr。
承压型节点中拉剪组合作用
承受拉剪组合作用的螺栓承载力按第 13.12.1.4 条评定,取为:
\[ \left ( \frac{V_f}{V_r} \right )^2 + \left ( \frac{T_f}{T_r} \right )^2 \le 1 \]
其中:
- Vf 和 Tf 分别为作用于螺栓的设计剪力和拉力
- Vr 和 Tr 分别为螺栓的设计抗剪承载力和抗拉承载力
螺栓孔承压强度
承受承压和剪切的螺栓连接中螺栓处的承载力按第 13.12.1.2 条评定,取为
Br = 3 ϕbr t d Fu 适用于普通螺栓孔
Br = 2.4 ϕbr t d Fu 适用于垂直于槽孔方向受力的槽形孔
其中:
- ϕbr = 0.8 – 螺栓对钢材承压的抗力系数
- t – 被连接板件中较薄者的厚度
- d – 螺栓直径
- Fu – 被连接材料的抗拉强度
螺栓孔撕裂
螺栓孔撕裂承载力按第 13.11 条对单个螺栓进行校核,取为:
\[ T_r = \phi_u 0.6 A_{gv} \frac{F_y+F_u}{2} \]
其中:
- ϕu = 0.75 – 结构钢抗力系数
- Agv = 2 ∙ l ∙ t – 剪切毛面积
- Fy – 被连接材料的屈服强度
- Fu – 被连接材料的抗拉强度
- l – 螺栓中心线至剪力方向边缘的距离
- t – 被连接材料的厚度
对于 Fy > 460 MPa 的钢材等级,在确定 Tr 时,(Fy + Fu) / 2 应以 Fy 代替。
抗滑移节点中的螺栓
螺栓连接的抗滑移承载力按第 13.12.2 条评定,取为
Vs = 0.53 cs ks Ab Fu
其中:
- cs – 根据 ks 和螺栓等级确定的系数:
- 当 ks < 0.52 时 A 类 cs = 1.00 (A325) 或 0.92 (A490) 或 0.78(其他)
- 当 ks ≥ 0.52 时 B 类 cs = 1.04 (A325) 或 0.96 (A490) 或 0.81(其他)
- ks – 摩擦系数,可在规范设置中编辑,应按 S16-14 表 3 设定;A 类取 0.3,B 类取 0.52
- Ab – 基于公称直径的螺栓横截面面积
- Fu – 螺栓规定最小抗拉强度
当抗滑移节点采用槽形孔时,Vs = 0.75 ∙ 0.53 cs ks Ab Fu。
同时承受拉力和剪力的螺栓须满足以下关系式:
\[ \frac{V_f}{V_s}+1.9\frac{T}{A_b F_u} \]
其中:
- Vf 和 Tf 分别为作用于螺栓的设计剪力和拉力
第 13.12.2 条规定,应按第 13.12.1 条校核节点承载力。因此,用户应校核滑移发生后的状态,即将螺栓剪力传递方式由"摩擦"改为"承压 – 拉剪相互作用"。
构造要求
在螺栓连接的构造设计中,最小螺距和最小边距按 S16-14 – 22.3 进行校核。校核内容包括最小螺距(2.7 d,可在规范设置中编辑)和最小边距(1.25 d)。
