11.6 销轴连接

11.6.1 销轴连接适用于铰接柱脚或拱脚以及拉索、拉杆端部的连接，销轴与耳板宜采用Q345、Q390与Q420，也可采用45号钢、35CrMo或40Cr等钢材。当销孔和销轴表面要求机加工时，其质量要求应符合相应的机械零件加工标准的规定。当销轴直径大于120mm时，宜采用锻造加工工艺制作。
11.6.2 销轴连接的构造应符合下列规定(图11.6.2)：

图11.6.2 销轴连接耳板

1 销轴孔中心应位于耳板的中心线上，其孔径与直径相差不应大于1mm。
2 耳板两侧宽厚比b/t不宜大于4，几何尺寸应符合下列公式规定：

式中：b——连接耳板两侧边缘与销轴孔边缘净距(mm)；
t——耳板厚度(mm)；
a——顺受力方向，销轴孔边距板边缘最小距离(mm)。
3 销轴表面与耳板孔周表面宜进行机加工。
11.6.3 连接耳板应按下列公式进行抗拉、抗剪强度的计算：

1 耳板孔净截面处的抗拉强度：

2 耳板端部截面抗拉（劈开）强度：

3 耳板抗剪强度：

式中：N——杆件轴向拉力设计值(N)；
  b₁——计算宽度(mm)；
  d₀——销轴孔径(mm)；
f——耳板抗拉强度设计值(N/mm²)。
Z——耳板端部抗剪截面宽度(图11.6.3)(mm)；
  f_v——耳板钢材抗剪强度设计值(N/mm²)。
11.6.4 销轴应按下列公式进行承压、抗剪与抗弯强度的计算：

1 销轴承压强度：

图11.6.3 销轴连接耳板受剪面示意图

2 销轴抗剪强度：

3 销轴的抗弯强度：

4 计算截面同时受弯受剪时组合强度应按下式验算：

式中：d——销轴直径(mm)；
f^b_c——销轴连接中耳板的承压强度设计值(N/mm²)；
n_v——受剪面数目；
f^b_v——销轴的抗剪强度设计值(N/mm²)；
M——销轴计算截面弯矩设计值(N·mm)；
f^b——销轴的抗弯强度设计值(N/mm²)；
t_e——两端耳板厚度(mm)；
t_m——中间耳板厚度(mm)；
s——端耳板和中间耳板间间距(mm)。

条文说明

11..6..1 本节所有条文均为新增条文。结构工程中的销轴常用Q235或Q345等结构用钢，也有用45号钢、35CrMo和40Cr等非结构常用钢材。现行国家标准《销轴》GB/T 882对公称直径3mm～100mm的销轴作了规定。结构工程中荷载较大时需要用到直径大于100mm的销轴，目前没有标准的规格。也没有像精制螺栓这样的标准规定销轴的精度要求。因此设计人员在设计文件中应注明对销轴和耳板销轴孔精度、表面质量和销轴表面处理的要求。
对于非结构常用钢材按本标准4..1..5条规定的原则确定设计强度指标。
11..6..2 本条连接耳板的构造要求除宽厚比外，其余是参考美国标准ANSI/AISC 360-05 Specification for Structural Steel Build-ing给出。宽厚比要求主要是考虑避免连接耳板端部平面外失稳而提出的。
11..6..3、11..6..4 这两条规定了销轴与连接板的计算。销轴连接中耳板可能进入四种承载力极限状态(图16)。

图16 销轴连接中耳板四种承载力极限状

1 耳板净截面受拉
美国标准ANSI/AISC 360-05 Specification for Structural Steel Building、欧洲标准EN 1993-1-8:2005和我国行业标准《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》JTJ 025-86计算耳板净截面的受拉承载力可分别表达如下：

式中：k₁＝1..4。
    若用美国标准构造要求假定销轴连接的几何尺寸然后分别按美国标准和欧洲标准计算耳板净截面的抗拉承载力，发现两者相差很大，前者约为后者的1..2～4倍。根据我国钢结构构件弹性设计极限状态的含义并考虑耳板净截面处应力分布不均匀性，我们参考欧洲标准并同时参考美国标准最大有效计算宽度提出本标准的计算公式。与我国行业标准《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》JTJ 025-86比较，本标准计算公式对应于k₁＝1..33～1..54。
    2 耳板端部劈开强度计算
    美国标准ANSI/AISC 360-05没有耳板端部劈开强度计算公式。但通过构造要求可有：

1）参考ASME2006定义的公式可表达成：

2）参考欧洲标准EN1993-1-8:2005计算耳板端部尺寸a的公式，可表达成：

3）参考《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》JTJ025-86可表达成：

式中：k₂＝2。
我们用式(49)、式(50)试算，结果若满足式(50)则一般均能满足式(49)。本标准采纳式(50)，与我国行业标准JTJ 025-86比较，对应于k₂＝1..65～2..08。
3 耳板端部受剪承载力计算

4 耳板面外失稳
在净截面抗拉强度计算中规定了有效宽度b_eff＝2t＋16，一般能满足b_eff≤4t，ASME有关文献表明，当b_eff≤4t时不会发生耳板面外失稳。

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