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B1. 连接与节点
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高强螺栓承压型和摩擦-承压型的区别?
风中弄影
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#1
2006-4-17 09:55
如果摩擦力不足,不就转化为承压型了吗?或者说摩擦里一直存在,那么还有单纯的高强承压型螺栓吗?
jbr1314
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#2
2006-4-17 14:56
回复:
目前制造厂生产的高强度螺栓无用于摩擦型连接和承压型连接之分。当摩擦面处理方法相同且用于使螺栓受剪的连接时,从单个螺栓受剪的工作曲线可以看出:仅靠摩擦阻力传递剪力的摩擦型连接实际上还有较大的承载潜力。承压型高强螺栓是以曲线的最高点作为连接承载极限,因此更加利用了螺栓的承载能力。
因高强度螺栓承压型连接的剪切变形比摩擦型大,所以只适用与承载静力荷载或间接承受动力荷载的结构中。
keysonlievs
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69
#3
2006-5-1 13:42
那么我想问的是,当双拼时,一个摩擦型连接的高强螺栓的抗剪承载力有可能比承压型高强螺栓的抗剪承载力要大,又怎么能说承压型高强螺栓是以单个螺栓受剪的工作曲线的最高点作为连接承载极限的呢?比如:厚度为8mm 的两块板用10.9级M20高强螺栓及厚度为6mm的两块拼接板双拼,摩擦系数为μ=0.5 ,则摩擦型连接的抗剪承载力为Nvb==0.9nvμP=0.9x2x0.5x155=139.5kN ,但是承压型连接的抗剪承载力为螺栓抗剪与板件承压的较小值,Nvb=nvAfvb=2x3.14x20x20x310/4=194.68KN (当剪切面在螺纹处时为151.8kN), Ncb=dtfcb=20x8x590=94.4kN,由此来看显然摩擦型连接的抗剪承载力是大于承压型连接的抗剪承载力的。
本人的观点是:具体看你是怎么设计的,要么是摩擦型连接,要么是承压型连接,当为后者时需要进行正常使用阶段的滑移验算。是摩擦型连接的抗剪承载力大还是承压型连接的抗剪承载力大要看具体情况。
请高手指正。
george
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3743
#4
2006-5-2 20:35
关于高强度螺栓摩擦型连接,我国规范一直以摩擦阻力被克服作为承载能力极限状态。其对与错不好置评,让我们来看一看美国2005钢结构规范中的规定:
摩擦型连接用于一旦发生滑移就会对正常使用造成损害的情况,例如承受疲劳破坏的连接、反复作用力的连接、连接中使用了扩大孔或槽孔且荷载沿槽孔方向。摩擦型连接的螺栓必须按照规范要求施加预拉力。大多数使用了标准孔的连接可以设计为承压型连接而不必考虑正常使用下会不会发生滑移,这是因为,对于使用了标准孔或荷载垂直与槽的槽孔的连接,当螺栓个数大于等于3时,自由的滑移通常并不存在――因为一个或更更多的孔在施加荷载之前就已经承压了。
高强螺栓摩擦型连接允许设计成正常使用极限状态(serviceability limit state)不发生滑移,或者需求强度极限状态(require strength limit state)不发生滑移。采用何者进行设计,与孔的类型以及孔与力的相对位置有关。摩擦型连接除非注册工程师另有同意,应该设计成如下类型:
(1)具有标准孔或槽孔垂直于受力方向的连接,应把滑移作为正常使用极限状态设计,使连接在采用荷载的标准值(nominal loads )情况下,小于滑移抗力;
(2)具有扩大孔或槽孔平行于受力方向的连接,应该把滑移作为需求强度极限状态设计,使连接在采用荷载的设计值(系数荷载,factored loads)情况下,小于滑移抗力。这是因为,这种连接下,由于连接滑移引起的变形可能导致结构的失效,为此,提供的抗力系数能使荷载达到了设计值也不发生滑移。
从理论上讲,高强螺栓摩擦型连接不会发生剪切破坏或承压破坏,但由于超载,有发生这两种破坏的可能,因此,LRFD规定,摩擦型连接必须检算剪切强度和承压强度。
新浪博客启用:http://blog.sina.com.cn/u/1064942750
george
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6695
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3743
#5
2006-5-3 09:38
keysonlievs wrote:
那么我想问的是,当双拼时,一个摩擦型连接的高强螺栓的抗剪承载力有可能比承压型高强螺栓的抗剪承载力要大,又怎么能说承压型高强螺栓是以单个螺栓受剪的工作曲线的最高点作为连接承载极限的呢?比如:厚度为8mm 的两块板用10.9级M20高强螺栓及厚度为6mm的两块拼接板双拼,摩擦系数为μ=0.5 ,则摩擦型连接的抗剪承载力为Nvb==0.9nvμP=0.9x2x0.5x155=139.5kN ,但是承压型连接的抗剪承载力为螺栓抗剪与板件承压的较小值,Nvb=nvAfvb=2x3.14x20x20x310/4=194.68KN (当剪切面在螺纹处时为151.8kN), Ncb=dtfcb=20x8x590=94.4kN,由此来看显然摩擦型连接的抗剪承载力是大于承压型连接的抗剪承载力的。
本人的观点是:具体看你是怎么设计的,要么是摩擦型连接,要么是承压型连接,当为后者时需要进行正常使用阶段的滑移验算。是摩擦型连接的抗剪承载力大还是承压型连接的抗剪承载力大要看具体情况。
请高手指正。
事实上,只要仔细琢磨,我们不难发现,之所以按照承压型计算得到的抗剪承载力偏低,并不是Nvb低,而是Ncb低,而Ncb是由构件(或者说连接板)决定的。你所举的例子,说明了这样一个问题,就是:连接板的螺栓孔承压承载力与10.9级高强螺栓“不匹配”,差别太大,最终螺栓孔被压坏,而螺栓安然无恙。
我国的抗剪连接计算喜欢用“取Nvb和Ncb的较小者”作为一个螺栓的抗剪承载力,这也只是为了一种计算上的方便而已,其取值并不只是和螺栓抗剪有关,还和孔壁承压有关。这一点,是我们需要必须考虑到的。
大家一直这样来做,从概念上讲,是容易引起混乱的,但,这种“惯性”恐怕不是你我能够左右的。
新浪博客启用:http://blog.sina.com.cn/u/1064942750
lessoryjoan
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#6
2006-5-16 20:09
GB50017-2003条文说明中指出,承压型高强螺栓是以曲线(单个螺栓受剪时的工作曲线)最高点作为连接承载极限,而摩擦型高强螺栓仅仅靠摩擦阻力传递剪力,此时的承载极限大约只有最高点的1/2,所以承压型高强螺栓的本意是充分螺栓的承载能力,节约螺栓。
从另外一个方面说明摩擦型高强螺栓的安全度要高于承压型的高强螺栓,导致现在摩擦型高强螺栓的利用更广。
另外,我不同意楼上说的摩擦型高强螺栓还需要验算螺杆抗剪和承压。如果说,螺杆受到了剪力或者局部压力,那么你就要考虑你的设计是否有问题了,因为摩擦型高强螺栓是不允许”滑移“的。(这样,连接板可以做的薄一些,因为不受局部承压的限制)
此外,GBJ17-88 7.2.3规定的承压型高强螺栓的预拉力P和连接处构件接触面的处理方法与摩擦型高强螺栓相同,从承压型高强螺栓的设计初衷来说有点过于严格了,因为承压型高强螺栓连接承载极限并不是以是否”滑移“为标志,严格处理接触面有点画蛇添足了。这一点在GB50017-2003 7.2.3有所体现,改为”连接处构件接触面应清除油污及浮锈“
以上是本人的一点体会,望指正。
zhaohui_wen
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151
#7
2006-6-10 22:55
摩擦型:依靠被连接构件间的摩擦传递外力;
承压型:其传力特点是外力超过连接构件间的摩擦时靠接触面来传递外力;
由以上可知:以上两种的设计准则是不一样的:
摩擦型:设计准则是外力不超过摩擦力;
承压型:其准则是外力小于承压面或剪切面受力,
承压型不能用于直接承受动力载荷的结构。
navyzhou
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33
#8
2006-6-25 20:29
现在有好多设计手册里提供的承压型的高强螺栓的抗压承载力用了螺栓杆的抗压强度设计值,并且有单个承压型高强螺栓承压的承载力设计值制成表格可查,同时又提供了承压钢板的材质,在这种情况下,不考虑钢板的局部破坏而给出的单个高强螺栓的承压的承载力设计值对设计人员来说真是个陷阱啊。
DYGANGJIEGOU
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779
#9
2006-8-12 15:28
根据《钢结构规范》GB50017第7.2.3条规定,高强度螺栓承压型连接不应用于直接承受动力荷载的结构。
由于高强度螺栓承压型连接是以承载力极限值作为设计准则,即栓杆被剪断或连接板被挤压破坏,由于剪切变形比摩擦型的大,且在荷载设计值作用下将产生滑移,故不应用于直接承受动力荷载的结构连接。
e路龙井茶
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107
#10
2006-10-13 13:21
承压型只适用与承载静力荷载或间接承受动力荷载的结构中,不应用于直接承受动力荷载的结构.
想和大家讨论一下,这个动力荷载指的范围是什么?
也包括地震荷载吗?我感觉这个动力荷载指的是设备等产生的反复的动力荷载,而不应该指地震这样的瞬间动载。如果包括地震荷载,那承压型螺栓只有很少的应用范围了。
但是从规范上又不明确。
请大家发表一些看法。
学难以尽全,需与智者交流!
金领布波
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165
#11
2006-10-13 13:27
规范所指的动力荷载应该是长期荷载,例如吊车梁的受荷状况。
地震荷载属于偶然荷载的范畴,不应限制承压型连接的应用范围。
winwinokok
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#12
2009-3-4 14:02
摩擦型高强螺栓接触面发生相对位移后也不能说就是摩擦力没了,我觉得,这个阶段是摩擦力和螺栓受剪一起承受,设计的时候只计算摩擦力是偏于安全的方法
quwenyang
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150
#13
2010-1-14 13:18
两者在承载力极限状态的界定不同
tutu_nini
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89
#14
2010-1-14 19:34
我写了一篇文章发表在钢结构2009年第11期上,有兴趣的可以看看这个文章,会对大家搞清楚摩擦力的大小有帮助的
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