髯缓
≈渊
VALLEl
应用瓣学
中美钢结构规范摩擦型高强螺栓连接计算比较
王建红
(渤海船舶职业学院辽宁葫芦岛
125000)
[摘要]摩擦型高强螺栓连接是工程实际中常用的一种连接形式。就这部分内容采用美国钢结构协会AISC2005钢结构规范和我国的‘钢结构设计规范>(GB50017-2003)两种规范进行比较分析,并得出可供土木工程技术人员参考的结论。
[关键词]摩擦型高强螺栓美国中国
中图分类号:TG8文献标识码:A文章编号:1671--7597(2009)1010135一01
一、引直
随着我国改革开放的不断发展,与世界各国工程建设项目的合作也在不断增加。目前从诸多项目的标准执行情况来看,美国标准仍占领导地位,特别是国际性的工程项目,美国钢结构设计规范占主导地位,已成为国内外通用的钢结构规范了。
2005年3月,AISC(美国钢结构学会,American
Insititue
for
of
三、●攘型高酱度曩栓连接计算(一)摩擦型连接仅承受剪力
高强度螺栓摩擦型连接从理论上来讲,不会发生剪切破坏或承压破坏,但如果荷载过大.也有可能发生这两种破坏,因此.摩擦型连接必须和承压型连接一样,验算螺栓的剪切承载力和承压承载力。
Steel
1.LRFD表达式
滑移抗力设计值巾Rn,应由滑移极限状态确定。按公式2计算:
Rn=p
Construction)颁布‘建筑钢结构规范》(Specification
Steel
Structural
Buiidings,以下简称AISC2005规范)[1]该规范的特点是,对于同
一内容.同时给出ASD(AIlowableStressDesignandPlasticDesign)和LRFD(Load
structurl
Steel
and
Resistance
Factor
Design
Specification
for
Duh。。TbNs(式2)
式中。“为滑移系数,对A级表面取u=0.35,B级表面取u=O.50:仉为反映实际螺栓预拉力与规定的最小螺栓预拉力的比值系数,取Du=1.13,若使用其他值应经注册工程师同意:
h,c为孔形系数,对标准孔取L0;扩大孔或段槽孔取0.85,长槽孔取
0.70:
Buildings)两种表达式。
目前,中国采用的《钢结构设计规范》GB50017-2003是由中华人民共和围建设部主编,批准,并于2003年12月1日起执行的。
本文采用我国的《钢结构设计规范》GB50017-2003和美国<铜结构建筑物荷载抗力系数设计规范》LRFD2001,对两本规范中关于摩擦型高强螺栓连接计算进行了比较分析,并从中得出了一些结论。
=、●擦型高强度曩栓连接的一般规定(一)设计表达式
GB50017-2003与LRFD均有两种极限状态,即承载能力极限状态(Stre
ngth
Limit
N,为摩擦面个数;Tb为螺栓最小预拉力,可查表得到。
将滑移作为正常使用极限状态时,m=1.0;要求承载能力时不发生滑移的连接,取由=0.85。
2.GB50017—2003表达式
对于抗剪螺栓连接时,每个螺栓承载力设计值,
N阃.9mu
P(式3)
其中n吐述N,;P同上述Tb;p同上述p.
因此预知两个表达式取值差异,则必须了解,O.9与DLlha。由之间的大小关系.故通过下表l进行比较。
表1
项目
D。
States)和正常使用极限状态(ServiceabilityLimit
States)。
设计时,应使设计荷载(或荷载效应)不大于可得到的设计承载力。其一般表达式为:
∑Y・Q。≤巾‰
(式1)规范
标准孔扩大孔或娟桶孔长槽孔
GB50017—2003
0.70
h,
正常使用
1.00
巾
l_000.851.000.85l‘oo0.85
Duh。巾
1.1i.11.O0.8O.80.7O.9
式中.Q,为荷载标准值:Y。为与Q。对应的荷载分项系数;Rn为构件抗力标准值;由为与‰对应的抗力系数。
承载能力极限状态下,恒载和活载需要乘以对应的荷载系数后进行荷载组合:正常使用极限状态下,取荷载系数为1.0。
(二)一般规定
。AISC2005规范”规定的高强度螺栓连接的设计方法与螺栓孔的类型有关.孔的分类见图1所示。
37
LRFD
1.13
承载能力正常使用
0.85
承载能力正常使用雁载能力
≯4
巾固规范巾无详细取值
r。上-一
r。1
得出结论:GB50017取其LRFD各类情况平均值0.9进行了计算,而LRFD则做了更加详尽的规定,这样计算时误差更小.
(二)摩擦型连接同时承受剪力和拉力I.LRFD表达式
当摩擦型连接承受给定的拉力时.会引起夹紧力的降低,此时按照式(4)计算出的单个螺栓的滑移抗力须乘以系数k-:
k.=1一Tu/DuTbNb
(式4)
}/r、j
U
一曲一
。一一班一。
]
式中:Tu为按照荷载组合得到的拉力;DLl为反映实际螺栓预拉力与规
网习咝一j
图I
定的最小螺栓预拉力的比值系数,取Du:1.13,若使用其他值应经注册工程师同意;Tb为螺栓最小预拉力,可查表得到;Nb为承受拉力的螺栓数。
2.GB50017—2003表达式
当高强度螺栓摩擦型连接同时,承受摩擦面间的剪力和螺栓杆轴方向
(下转第200页)
黜
一』
a一标准孔;b~扩大孔;c一短槽孔;d一长槽孔
螺栓孔类型(以直径为20哪的螺栓为例)
万方数据
匝稠
教育科学
SILICoN
LLEY鬏霪
体育教学也应注重提升职业类学生的职业素养
徐生峰
(江苏电大通州学院江苏南通228300)
中图分类号:G41文献标识码:A文章编号:1671--7597(2009)1010200--01
现代许多企业在选择人才时看中的已不再是学生拥有多少证书.他们更看其个人职业素养.因此,在职业类学校的体育教学中,体育教师也应适应企业的要求,在课程设置上要进行分析,了解各专业的特点与企业的发展趋向是否吻合。要以培养适合企业实用性人才为导向的培养观。
一、体育教掌中始终贯穿掌生以一为本、诚实守信的职业遘■在体育教学中,有意识地融入德育教育,不仅能锻炼学生的意志,更能培养学生服从组织、遵纪守法、诚实守信的心理品质。如在体育课常规教学中,要求学生着装达要求,按时上课,有事、病假时需履行请假手续,遇特殊情况时应如实说明原因等。并通过加强队列练习,制定出严格的教学纪律.有意识在一些体育练习和游戏活动中用“规则”来限制学生的行为,从而让学生体会到没有规则限制体育活动很难进行,“越轨”就会受到惩罚。通过体育活动.用“规则”来约束学生的不良行为,潜移默化地培养学生养成。以遵纪守法为荣”的道德品质。
=、体膏教学坚持以培养学生集体现念和团队协作■神
科学技术的飞速发展,使得现代企业的分工越来越细。只有依靠群体的通力合作、密切配合,才能实现复杂工作的最终完成。因此,在体育教学中,让学生学会善于与他人相处,当团队意见与个人意见发生分歧时,个人就必须服从团队,而不能按照自己的意愿去做事,按照自己的兴趣去工作。教会学生“倾听”.这是一种重要的合作技能,其意义就在于师生间、学生间的互动互助,取长补短。为此,教师在组织一些集体性的体育活动中,让学生有一个商讨过程。确定方案,通力合作,这不但使集体的目标较容易得以实现,而且个人的作用也能充分地发挥。有助于学生个体合作意识的形成和团队精神的培养。
三、体青敖掌应洼■培养学生t于、●于创新的精神
职业教育是密切关注当前科技发展的,这种特性更加决定职业教育必须培养学生不断上进,敢于、善于创新的精神。但体育教学中的创新也必须符合一定的规律。首先,学生在创新教学中的基础知识和基本技能要扎
实,在不掌握各运动项目的基本动作技能的情况下去创新,这是十分危险的。其次,创新的意图要切实可行,创新要符合体育学科特点,要符合自己当前的知识技能水平.也要有一定的吸引力和挑战性。让学生在创新中有所思。并有所获。最后,创新要有实用性,在项目创新下,要具有一定的实践操作性,不能流于形式主义和机械主义.
四、体青教学应错立掌生终身自我f理的麓力
自我管理反映了自我约束、自我控制的能力,面对社会的各种挑战,只有具备较强的自制力,才能对个人的言行、心理状态进行理性的调节,以积极的心态和饱满的热情去面对社会.校园内外的许多意外事故都是由于学生自我控制力低而造成的。因此,体育教师在教学中要加强组织与引导,对学生“严而有度”,努力提高学生的自我管理能力.有必要时要发挥学生间相互监督机制。相互观察,相互提醒,在日常中积累,有助于学生良好的自我管理能力的形成.
五、体膏教掌应让掌生养戚坚强的敏力和高尚的品格
一个人在生活、学习、工作中或多或少要面对各种艰难困苦,因此,只有注重学生坚强毅力和高尚品格的培养,才能使他们在面对人生考验时经得起洗礼.由于体育运动本身和体育教学的特点,要求学生在学习与锻炼过程中必须克服各种各样的困难,战胜各种各样的挫折和失败,去追求更快、更高、更强。对于一部分体质比较好的学生我们专门设计一些军训、越野、远足等活动项目,让他们感受痛苦,磨练意志.对体育成绩不好的学生,教师应在教学中用优美的示范动作,良好的安全保护措施、恰当的激励语言,来克服学生畏惧情绪,同时可以通过集体力量,使学生在同学的鼓励与帮助下克服困难,战胜挫折,从而获得成功的体验.
职业体育教学与专业、工种、企业要求有着最直接、最密切的联系,以其鲜明的专业服务性特点区别普通体育教育。正确处理职业实用性体育教学,为把学生培养成各产业生产第一线的各级技术、管理和操作人员奠定良好的职业素养。
(上接第135页)
的外拉力时,其承载力应按下式5计算:
Nv/Nvb+Nt/Ntb≤l
(式5)
参考文献:
[1]^zsc
American
Specification
of
Steel
for
Structural
Steel
BuiIdings.Chicago
式中:N,,Nt一某个高强度螺栓所承受的剪力和拉力;
Nvb,Ntb一一个高强度螺栓的受剪,受拉承载力设计值。由于篇幅限制,在此不展开分析.读者可参照3.1述自行进行比较。
四、培论
钢结构连接中的高强度摩擦型连接时工程实际中常用的一种连接方式,对其计算必须引起蓖视。本文以LRFD与GB50017—2003两种规范进行比较,发现我国规范的做法更趋于保守,且计算时不如美国规范详尽细致,并且存在一定的误差。另外,美国规范中提到了Du系数,若不采用1.13,只有注册结构师同意才能选取其他植.而这方面说明在中国钢结构规范中无此项说明.我诚切希望这方面的专家今后在规范修订中可以加以补充完善。
InstituteConstructionInc.2005.
[2]GB50017—2003钢结构设计规范.
[3]Leonard
DesJgn.4th
Spiegel,George
F
Limbrunner.AppliedHall,Inc;2002.
StructralSteel
Edition.Indiana:Prentice
[4]陈绍蕃.钢结构基础[M].北京:中国建筑工业出版社,2003.
[5]魏明钟.钢结构[M].武汉:武汉理工大学出版社,2002.
作者简介:
王建红(1982一),女.汉族,山西省孝义市人。工学学士,助教,就职于渤海船舶职业学院船舶工程系,研究方向:钢结构制造技术.
万方数据
中美钢结构规范摩擦型高强螺栓连接计算比较
刊名:英文刊名:年,卷(期):
硅谷
SILICON VALLEY2009(19)
参考文献(5条)1. 魏明钟 钢结构 2002
2. 陈绍着 钢结构基础 2003
3. Leonard Spiegel;George F Limbrunner Applied Structral Steel Design 20024. GB 50017-2003.钢结构设计规范
5. AISC Specification for Structural Steel BuiIdings 2005
本文链接:http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_guig200919112.aspx
髯缓
≈渊
VALLEl
应用瓣学
中美钢结构规范摩擦型高强螺栓连接计算比较
王建红
(渤海船舶职业学院辽宁葫芦岛
125000)
[摘要]摩擦型高强螺栓连接是工程实际中常用的一种连接形式。就这部分内容采用美国钢结构协会AISC2005钢结构规范和我国的‘钢结构设计规范>(GB50017-2003)两种规范进行比较分析,并得出可供土木工程技术人员参考的结论。
[关键词]摩擦型高强螺栓美国中国
中图分类号:TG8文献标识码:A文章编号:1671--7597(2009)1010135一01
一、引直
随着我国改革开放的不断发展,与世界各国工程建设项目的合作也在不断增加。目前从诸多项目的标准执行情况来看,美国标准仍占领导地位,特别是国际性的工程项目,美国钢结构设计规范占主导地位,已成为国内外通用的钢结构规范了。
2005年3月,AISC(美国钢结构学会,American
Insititue
for
of
三、●攘型高酱度曩栓连接计算(一)摩擦型连接仅承受剪力
高强度螺栓摩擦型连接从理论上来讲,不会发生剪切破坏或承压破坏,但如果荷载过大.也有可能发生这两种破坏,因此.摩擦型连接必须和承压型连接一样,验算螺栓的剪切承载力和承压承载力。
Steel
1.LRFD表达式
滑移抗力设计值巾Rn,应由滑移极限状态确定。按公式2计算:
Rn=p
Construction)颁布‘建筑钢结构规范》(Specification
Steel
Structural
Buiidings,以下简称AISC2005规范)[1]该规范的特点是,对于同
一内容.同时给出ASD(AIlowableStressDesignandPlasticDesign)和LRFD(Load
structurl
Steel
and
Resistance
Factor
Design
Specification
for
Duh。。TbNs(式2)
式中。“为滑移系数,对A级表面取u=0.35,B级表面取u=O.50:仉为反映实际螺栓预拉力与规定的最小螺栓预拉力的比值系数,取Du=1.13,若使用其他值应经注册工程师同意:
h,c为孔形系数,对标准孔取L0;扩大孔或段槽孔取0.85,长槽孔取
0.70:
Buildings)两种表达式。
目前,中国采用的《钢结构设计规范》GB50017-2003是由中华人民共和围建设部主编,批准,并于2003年12月1日起执行的。
本文采用我国的《钢结构设计规范》GB50017-2003和美国<铜结构建筑物荷载抗力系数设计规范》LRFD2001,对两本规范中关于摩擦型高强螺栓连接计算进行了比较分析,并从中得出了一些结论。
=、●擦型高强度曩栓连接的一般规定(一)设计表达式
GB50017-2003与LRFD均有两种极限状态,即承载能力极限状态(Stre
ngth
Limit
N,为摩擦面个数;Tb为螺栓最小预拉力,可查表得到。
将滑移作为正常使用极限状态时,m=1.0;要求承载能力时不发生滑移的连接,取由=0.85。
2.GB50017—2003表达式
对于抗剪螺栓连接时,每个螺栓承载力设计值,
N阃.9mu
P(式3)
其中n吐述N,;P同上述Tb;p同上述p.
因此预知两个表达式取值差异,则必须了解,O.9与DLlha。由之间的大小关系.故通过下表l进行比较。
表1
项目
D。
States)和正常使用极限状态(ServiceabilityLimit
States)。
设计时,应使设计荷载(或荷载效应)不大于可得到的设计承载力。其一般表达式为:
∑Y・Q。≤巾‰
(式1)规范
标准孔扩大孔或娟桶孔长槽孔
GB50017—2003
0.70
h,
正常使用
1.00
巾
l_000.851.000.85l‘oo0.85
Duh。巾
1.1i.11.O0.8O.80.7O.9
式中.Q,为荷载标准值:Y。为与Q。对应的荷载分项系数;Rn为构件抗力标准值;由为与‰对应的抗力系数。
承载能力极限状态下,恒载和活载需要乘以对应的荷载系数后进行荷载组合:正常使用极限状态下,取荷载系数为1.0。
(二)一般规定
。AISC2005规范”规定的高强度螺栓连接的设计方法与螺栓孔的类型有关.孔的分类见图1所示。
37
LRFD
1.13
承载能力正常使用
0.85
承载能力正常使用雁载能力
≯4
巾固规范巾无详细取值
r。上-一
r。1
得出结论:GB50017取其LRFD各类情况平均值0.9进行了计算,而LRFD则做了更加详尽的规定,这样计算时误差更小.
(二)摩擦型连接同时承受剪力和拉力I.LRFD表达式
当摩擦型连接承受给定的拉力时.会引起夹紧力的降低,此时按照式(4)计算出的单个螺栓的滑移抗力须乘以系数k-:
k.=1一Tu/DuTbNb
(式4)
}/r、j
U
一曲一
。一一班一。
]
式中:Tu为按照荷载组合得到的拉力;DLl为反映实际螺栓预拉力与规
网习咝一j
图I
定的最小螺栓预拉力的比值系数,取Du:1.13,若使用其他值应经注册工程师同意;Tb为螺栓最小预拉力,可查表得到;Nb为承受拉力的螺栓数。
2.GB50017—2003表达式
当高强度螺栓摩擦型连接同时,承受摩擦面间的剪力和螺栓杆轴方向
(下转第200页)
黜
一』
a一标准孔;b~扩大孔;c一短槽孔;d一长槽孔
螺栓孔类型(以直径为20哪的螺栓为例)
万方数据
匝稠
教育科学
SILICoN
LLEY鬏霪
体育教学也应注重提升职业类学生的职业素养
徐生峰
(江苏电大通州学院江苏南通228300)
中图分类号:G41文献标识码:A文章编号:1671--7597(2009)1010200--01
现代许多企业在选择人才时看中的已不再是学生拥有多少证书.他们更看其个人职业素养.因此,在职业类学校的体育教学中,体育教师也应适应企业的要求,在课程设置上要进行分析,了解各专业的特点与企业的发展趋向是否吻合。要以培养适合企业实用性人才为导向的培养观。
一、体育教掌中始终贯穿掌生以一为本、诚实守信的职业遘■在体育教学中,有意识地融入德育教育,不仅能锻炼学生的意志,更能培养学生服从组织、遵纪守法、诚实守信的心理品质。如在体育课常规教学中,要求学生着装达要求,按时上课,有事、病假时需履行请假手续,遇特殊情况时应如实说明原因等。并通过加强队列练习,制定出严格的教学纪律.有意识在一些体育练习和游戏活动中用“规则”来限制学生的行为,从而让学生体会到没有规则限制体育活动很难进行,“越轨”就会受到惩罚。通过体育活动.用“规则”来约束学生的不良行为,潜移默化地培养学生养成。以遵纪守法为荣”的道德品质。
=、体膏教学坚持以培养学生集体现念和团队协作■神
科学技术的飞速发展,使得现代企业的分工越来越细。只有依靠群体的通力合作、密切配合,才能实现复杂工作的最终完成。因此,在体育教学中,让学生学会善于与他人相处,当团队意见与个人意见发生分歧时,个人就必须服从团队,而不能按照自己的意愿去做事,按照自己的兴趣去工作。教会学生“倾听”.这是一种重要的合作技能,其意义就在于师生间、学生间的互动互助,取长补短。为此,教师在组织一些集体性的体育活动中,让学生有一个商讨过程。确定方案,通力合作,这不但使集体的目标较容易得以实现,而且个人的作用也能充分地发挥。有助于学生个体合作意识的形成和团队精神的培养。
三、体青敖掌应洼■培养学生t于、●于创新的精神
职业教育是密切关注当前科技发展的,这种特性更加决定职业教育必须培养学生不断上进,敢于、善于创新的精神。但体育教学中的创新也必须符合一定的规律。首先,学生在创新教学中的基础知识和基本技能要扎
实,在不掌握各运动项目的基本动作技能的情况下去创新,这是十分危险的。其次,创新的意图要切实可行,创新要符合体育学科特点,要符合自己当前的知识技能水平.也要有一定的吸引力和挑战性。让学生在创新中有所思。并有所获。最后,创新要有实用性,在项目创新下,要具有一定的实践操作性,不能流于形式主义和机械主义.
四、体青教学应错立掌生终身自我f理的麓力
自我管理反映了自我约束、自我控制的能力,面对社会的各种挑战,只有具备较强的自制力,才能对个人的言行、心理状态进行理性的调节,以积极的心态和饱满的热情去面对社会.校园内外的许多意外事故都是由于学生自我控制力低而造成的。因此,体育教师在教学中要加强组织与引导,对学生“严而有度”,努力提高学生的自我管理能力.有必要时要发挥学生间相互监督机制。相互观察,相互提醒,在日常中积累,有助于学生良好的自我管理能力的形成.
五、体膏教掌应让掌生养戚坚强的敏力和高尚的品格
一个人在生活、学习、工作中或多或少要面对各种艰难困苦,因此,只有注重学生坚强毅力和高尚品格的培养,才能使他们在面对人生考验时经得起洗礼.由于体育运动本身和体育教学的特点,要求学生在学习与锻炼过程中必须克服各种各样的困难,战胜各种各样的挫折和失败,去追求更快、更高、更强。对于一部分体质比较好的学生我们专门设计一些军训、越野、远足等活动项目,让他们感受痛苦,磨练意志.对体育成绩不好的学生,教师应在教学中用优美的示范动作,良好的安全保护措施、恰当的激励语言,来克服学生畏惧情绪,同时可以通过集体力量,使学生在同学的鼓励与帮助下克服困难,战胜挫折,从而获得成功的体验.
职业体育教学与专业、工种、企业要求有着最直接、最密切的联系,以其鲜明的专业服务性特点区别普通体育教育。正确处理职业实用性体育教学,为把学生培养成各产业生产第一线的各级技术、管理和操作人员奠定良好的职业素养。
(上接第135页)
的外拉力时,其承载力应按下式5计算:
Nv/Nvb+Nt/Ntb≤l
(式5)
参考文献:
[1]^zsc
American
Specification
of
Steel
for
Structural
Steel
BuiIdings.Chicago
式中:N,,Nt一某个高强度螺栓所承受的剪力和拉力;
Nvb,Ntb一一个高强度螺栓的受剪,受拉承载力设计值。由于篇幅限制,在此不展开分析.读者可参照3.1述自行进行比较。
四、培论
钢结构连接中的高强度摩擦型连接时工程实际中常用的一种连接方式,对其计算必须引起蓖视。本文以LRFD与GB50017—2003两种规范进行比较,发现我国规范的做法更趋于保守,且计算时不如美国规范详尽细致,并且存在一定的误差。另外,美国规范中提到了Du系数,若不采用1.13,只有注册结构师同意才能选取其他植.而这方面说明在中国钢结构规范中无此项说明.我诚切希望这方面的专家今后在规范修订中可以加以补充完善。
InstituteConstructionInc.2005.
[2]GB50017—2003钢结构设计规范.
[3]Leonard
DesJgn.4th
Spiegel,George
F
Limbrunner.AppliedHall,Inc;2002.
StructralSteel
Edition.Indiana:Prentice
[4]陈绍蕃.钢结构基础[M].北京:中国建筑工业出版社,2003.
[5]魏明钟.钢结构[M].武汉:武汉理工大学出版社,2002.
作者简介:
王建红(1982一),女.汉族,山西省孝义市人。工学学士,助教,就职于渤海船舶职业学院船舶工程系,研究方向:钢结构制造技术.
万方数据
中美钢结构规范摩擦型高强螺栓连接计算比较
刊名:英文刊名:年,卷(期):
硅谷
SILICON VALLEY2009(19)
参考文献(5条)1. 魏明钟 钢结构 2002
2. 陈绍着 钢结构基础 2003
3. Leonard Spiegel;George F Limbrunner Applied Structral Steel Design 20024. GB 50017-2003.钢结构设计规范
5. AISC Specification for Structural Steel BuiIdings 2005
本文链接:http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_guig200919112.aspx