參考答案:
對(duì)于第一個(gè)問題:首先必須指出,高強(qiáng)度螺栓本身并無摩擦型和承壓型之分,即,螺栓以及連接副沒有差別,螺栓等級(jí)都可以是8.8級(jí)或10.9級(jí),連接副類型有大六角頭型和扭剪型。其次,施工時(shí),按照《鋼規(guī)》的要求,二者都需要施加預(yù)拉力P,且P值均依據(jù)規(guī)范表7.2.2-2取用。以上是相同點(diǎn)。不同點(diǎn)大致有以下幾個(gè)方面: ①所采用的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則不同對(duì)于抗剪連接,按摩擦型設(shè)計(jì)時(shí),是以板件間的摩擦阻力被克服作為承載能力極限狀態(tài);按承壓型設(shè)計(jì)時(shí),以螺栓桿被剪壞或孔壁被壓壞作為承載能力極限狀態(tài)。對(duì)于抗拉連接,高強(qiáng)度螺栓群按照摩擦型設(shè)計(jì)時(shí),以板件間被拉開作為承載能力極限狀態(tài);按照承壓型設(shè)計(jì)時(shí),以螺栓桿被拉斷作為承載能力極限狀態(tài)(從公式形式上看是如此,實(shí)際情況卻不同,詳見后面的敘述)。由此直接導(dǎo)致計(jì)算方法不同,具體包括:單個(gè)螺栓的設(shè)計(jì)承載力;驗(yàn)算時(shí)的相關(guān)公式。 ②施工時(shí)處理措施不同按照承壓型設(shè)計(jì)時(shí),由于其承載力與板件間的摩擦系數(shù)無關(guān),故《鋼規(guī)》規(guī)定,此時(shí)對(duì)連接板件接觸表面只要求清除油污及浮銹。 ③孔徑的要求不同規(guī)范規(guī)定,用于承壓型時(shí),孔徑d=d+(1.5~2)mm,用于摩擦型時(shí),孔徑d
=d+(1~1.5)mm,這主要是控制接頭滑移后的變形。 ④應(yīng)用的范圍不同規(guī)范規(guī)定,高強(qiáng)度螺栓承壓型連接不應(yīng)用于直接承受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)。另外,與焊縫的混合連接中應(yīng)按照摩擦型設(shè)計(jì)。對(duì)于第二個(gè)問題:高強(qiáng)螺栓由于有預(yù)拉力作用,當(dāng)按照中和軸(旋轉(zhuǎn)中心)位于螺栓群形心處計(jì)算時(shí),不會(huì)出現(xiàn)螺栓受壓力的情況,也就是說,板件始終被擠緊,所以,應(yīng)按照繞螺栓群形心轉(zhuǎn)動(dòng)計(jì)算螺栓的受力。當(dāng)高強(qiáng)度螺栓按照承壓型連接設(shè)計(jì)時(shí),2003版《鋼規(guī)》將單個(gè)螺栓抗拉承載力設(shè)計(jì)值取為N
=A
f
,貌似對(duì)應(yīng)于螺栓桿被拉斷的情況,于是,認(rèn)為高強(qiáng)度螺栓承壓型連接承受偏心受拉時(shí)板件會(huì)被拉開,這其實(shí)是一個(gè)誤解,原因在于,按照N
=A
f
計(jì)算出的值絕大多數(shù)比N
=0.8P還小。如表2-2-8所示,12對(duì)數(shù)據(jù)中,A
f
<0.8P的有9個(gè),剩余的3個(gè)盡管A
f
>0.8P,但是相差不超過1%。這是問題的關(guān)鍵!
詳細(xì)情況,讀者可參閱拙作《承壓型連接高強(qiáng)度螺栓承受彎矩作用時(shí)的計(jì)算探討》(載于《鋼結(jié)構(gòu)》2008年第2期)。
相關(guān)知識(shí):二、鋼結(jié)構(gòu)