在钢结构端板受弯连接接头里,因为中和轴选取的位置不一样,所以计算结果就不一样;端板的刚度不一样,撬力的大小也就不一样;正因如此,在端板接头计算的时候,常常会带来一些困惑。现在把各种计算方法整理好,并且用实例来进行对比。假定弯矩设计值
。
方法一、V形开口计算法(以底排螺栓为中和轴),如图1所示:
该算法在规范中没有,可见于设计资料中。
螺栓最大拉力设计值:
;(1)
yi为各排螺栓与底排螺栓的距离,m为螺栓的列数;
最上排螺栓的拉力:
选用10.9级M20高强螺栓,受拉承载力设计值:
可以。
方法二是形心轴计算法,是以螺栓群形心线作为中和轴的。如图 2 所示。
这是《钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程》JGJ82-91里的算法钢结构高强度螺栓连接的设计,其公式和式(1)是一样的。
yi为各排螺栓与螺栓群形心的距离,m为螺栓的列数;
螺栓最大拉力设计值:
可见,10.9级M20高强螺栓已不能满足承载力要求;
选用10.9级M24高强螺栓,受拉承载力设计值
可以。
方法三是力偶平衡法,这种方法是以对称于翼缘内外侧的螺栓力偶来承受弯矩的,如图 3 所示。
这是《钢结构高强度螺栓连接技术规程》JGJ82-2011 里的算法,其公式为:
(2)
n2 是两排螺栓的总数,这两排螺栓对称布置在受拉翼缘的两侧;h 是上下翼缘的中心距。
螺栓最大拉力设计值:
选用10.9级M22高强螺栓,受拉承载力设计值
可以。
结论:
从上述计算结果能够得知,方法一所需的螺栓数量是最少的,而方法三所需的螺栓数量是最多的,方法二则处于中间。这意味着,相对来说,方法一在安全性方面稍显不足,方法二则较为保守。在方法三中钢结构高强度螺栓连接的设计,弯矩是由翼缘的内侧和外侧螺栓来承受的,剪力则全部由其他螺栓来承受,其概念较为清晰,计算方法也比较简单,计算结果也较为适中,所以值得被采用。