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轴心受力构件的强度承载力是以截面的平均应力达到钢材的屈服应力为极限。但当构件的截面有局部孔洞如螺栓孔削弱时,在孔洞附近有如图46a所示的应力集中现象,截面上的应力分布不均匀。在弹性阶段,孔壁边缘的最大应力max可能达到
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f长春工程学院教案用纸
构件毛截面平均应力a的3倍。若拉力继续增加,当孔壁边缘的最大应力达到材料的屈服强度以后,应力不再继续增加而只是产生塑性变形,截面上的应力发生重新分布,最后达到均匀分布。教法提示
图46有孔洞拉杆的截面应力分布
a弹性状态应力;b极限状态应力
因此,对于有孔洞削弱的轴心受力构件,仍以其净截面的平均应力达到其强度限值作为设计时的控制值。这就要求在设计时应选用具有良好塑性性能的材料。轴心受力构件的强度计算式如下:

式中
NfA

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N构件的轴心拉力或压力设计值;
f钢材的抗拉强度设计值;
A
构件的净截面面积。
普通螺栓连接A
的确定:若普通螺栓或铆钉为并列布置[图47a]A
按最危险的ⅠⅠ截面计算。,若普通螺栓错列布置[图47b、c],构件既可能沿截面ⅠⅠ破坏,也可能沿齿状截面ⅡⅡ破坏。截面ⅡⅡ的路径长度较大但孔洞削弱的长度也较大,其净截面面积不一定比截面ⅠⅠ的大。所以A
应通过计算比较确定,即取ⅠⅠ和ⅡⅡ两者较小者。
图47净截面面积A
的计算
高强度螺栓摩擦型连接轴力N的确定:当采用摩擦型高强螺栓的对接连接时,构件的内力是依靠连接板件间的摩擦力传
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f长春工程学院教案用纸
递的,如图48所示。教法提示
图48高强度螺栓的孔前传力
假设构件承受的拉压力N,一进入连接盖板范围就开始由摩擦力传给盖板。对构件来说,危险截面仍然是第一排螺栓处,该处的内力较大,且有栓孔削弱。与普通螺栓连接不同的是,每个螺栓引起的摩擦力可认为均匀分布螺栓四周,而在栓孔之前就传走了一半力,过栓孔后再继续传递另一半力,内力变化如图48,因此验算构件上第一排螺栓处危险截面的强度时,截面内力取为:

NfA

42a

NN1051

42b
式中
连接一侧的高强度螺栓总数;

1计算截面最外排螺栓处上的高强度螺栓数;
05孔前传力系数。验算最外排螺栓处危险截面的强度时,应按下式计算:高强度螺栓摩擦型连接的拉杆,除按式42验算净截面强度外,还应按下式验算毛截面强度:

式中
NfA
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A构件的毛截面面积。
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