▲
點擊土木吧來關注我們
點擊加入會員▼
「雙剪」不能減少抗震連接的螺栓數
張利軍
在高強螺栓的抗震連接設計中，是否有過這樣的疑問：螺栓怎麼總是那麼多？聯想到「雙剪」的彈性抗剪承載力是「單剪」的兩倍，自然就會想到：能不能用「雙剪」來減少抗震連接的螺栓數量呢？下面通過一個算例來嘗試解開這個疑問。（均以N和mm為單位，下面不再標明單位）。
一、已知條件：
鋼梁截面如圖一。材質。
抗拉強度設計值；
抗剪強度設計值；
屈服強度；
抗拉強度；
高強螺栓10.9級，抗拉強度；
二、用等強法估算彈性階段腹板連接的螺栓數：
翼緣採用全熔透對接焊縫，腹板採用10.9級M20高強螺栓。摩擦係數。只在腹板受剪驗算中考慮螺栓孔的影響，假設淨截面係數為0.85。
腹板受剪承載力設計值：；
單個螺栓的抗剪承載力：
；
所需螺栓數（單剪）。
若採用雙剪連接，所需螺栓數（雙剪）
三、腹板螺栓連接的極限承載力驗算：
梁全截麵塑性抵抗矩：
全塑性受彎承載力：
；
假設梁淨跨，負荷寬度3m，梁上靜力荷載設計值30kN/m2。
1.連接的極限抗剪承載力：
；
2. 單個10.9級M20高強螺栓的極限抗剪承載力
（1）螺杆受剪：（單剪）。
（2）梁腹板承壓：；
，
螺栓極限抗剪承載力：
；
可見，高強螺栓的極限抗剪承載力是由梁腹板的承壓承載力決定的，所以雙剪連接的螺栓是發揮不了作用的。
如果要發揮雙剪連接的承載力，可以反算所需的腹板厚度：
；
，
則腹板厚度。
相對於的截面，這樣厚度的腹板是不常見也是不合理的。
3. 抗剪所需螺栓數：
，需要6個。
4. 腹板抗彎所需螺栓數估算：
為腹板塑性抗彎承載力，
；則：
，需要15個。
所需螺栓總數：個。
現按20M20進行排列。螺栓排列如圖二。
四、按螺栓實際排列（圖二）驗算極限承載力：
1.腹板抗彎屈服引起的螺栓剪力：
；
2.梁端剪力引起的螺栓剪力：
；
3.單個螺栓的綜合剪力：
。
螺栓的數量和布置合理。
五、總結：
通過上述算例可見：
1.在彈性階段，高強螺栓雙剪連接的受剪承載力是單剪的兩倍，可以用雙剪連接減少一半的螺栓數。但在塑性階段，高強螺栓的極限受剪承載力是由構件腹板的承壓承載力決定的，所以雙剪連接難以發揮作用。
2.需要抗震設防的結構，就需要驗算極限承載力，所以抗震設防結構的螺栓連接應採用單剪連接。
3.單剪連接是偏心傳力，所以連接板要比鋼梁腹板加厚，連接板與柱的焊縫要加強。
勘察設計大師、規範主編
權威解答您的疑惑
長按識別（或微信掃描）二維碼立即進入
▼
點我→入城市土木交流群
往期導讀
▼
關於框剪傾覆力矩比的權威解答
這裡可以免費看書？
防倒塌棚架應注意哪些問題？
門式剛架爆點問題圖文解析