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解析凈截面和有效面積
2021-05-06 09:32 鋼結(jié)構(gòu)建筑 陜西鋼結(jié)構(gòu)
在結(jié)構(gòu)構(gòu)件中形成拉力伴隨著結(jié)構(gòu)構(gòu)件與其他構(gòu)件連接在一起，一些抗拉節(jié)點(diǎn)例如螺栓連接節(jié)點(diǎn)和螺紋接頭，降低了構(gòu)件的承載力。因此，在選擇此類連接形式時(shí)，設(shè)計(jì)人員必須確定這些被削弱的受拉構(gòu)件是否能夠滿足抗拉承載力要求。
螺栓連接是木構(gòu)件或鋼構(gòu)件經(jīng)常采用的一種連接形式，為了插入螺栓，必須在構(gòu)件中鉆孔或沖孔。當(dāng)制造了一個(gè)螺栓孔洞時(shí)，得到一個(gè)折減的面積，稱為凈面積，凈面積上的單位應(yīng)力高于無(wú)折減截面上的單位應(yīng)力。當(dāng)然，螺栓連接節(jié)點(diǎn)的整體性能更為復(fù)雜，不僅僅包括凈截面的簡(jiǎn)單受拉，而且此類節(jié)點(diǎn)經(jīng)常決定了構(gòu)件的抗拉承載力。
另一種常見(jiàn)的簡(jiǎn)單抗拉構(gòu)件是端頭螺紋的圓鋼桿。為了連接兩個(gè)構(gòu)件，在構(gòu)件中將桿的端頭插入孔洞中且在螺旋端頭的上部旋螺母。螺紋減小了桿的橫截面，產(chǎn)生一個(gè)凈截面。但是，可以采用端頭處鍛造擴(kuò)大的圓桿，稱為螺旋軸端，在這種圓桿中削減螺紋產(chǎn)生的凈截面，其面積等于桿主體部分面積。建筑結(jié)構(gòu)中很少采用螺旋軸端，因此受拉圓桿典型設(shè)計(jì)是按照折減凈截面進(jìn)行的。注意：當(dāng)荷載是軸向的，而不是剪切時(shí)，這種對(duì)于凈面積的考慮也適用于螺栓。
在鋼結(jié)構(gòu)中，有時(shí)候?yàn)榱说玫竭B接而要使構(gòu)件抗拉潛能完全發(fā)揮出來(lái)是困難的。下圖給出了涉及單角鋼的典型連接：角鋼一肢焊接于支承構(gòu)件。
在連接處拉力僅在與焊縫直接相連的角鋼一肢上形成，雖然沿構(gòu)件在距離與焊縫直接相連一肢一段距離的另一肢上也可以形成一些拉力，但是設(shè)計(jì)人員經(jīng)常忽略無(wú)連接一肢的拉力，認(rèn)為被連接一肢像一個(gè)簡(jiǎn)單桿那樣起作用。對(duì)于剛度或其他情況，整個(gè)角鋼仍然是有效的，但是構(gòu)件形式和連接布置限制了拉力。
陜西鋼結(jié)構(gòu)熱線：029-86252006
鋼結(jié)構(gòu)建筑網(wǎng)址：guo-lian.com
聯(lián)系地址：陜西省西安市北關(guān)正街35號(hào)方興大廈8樓
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