[发明专利]一种基于承压型高强螺栓的混合强度抗剪连接节点

说明书

本发明公开了一种基于承压型高强螺栓的混合强度抗剪连接节点，属于桥梁工程技术领域，其包括具有高截面抗拉强度的第一钢板和具有低截面抗拉强度的第二钢板，第一钢板和第二钢板之间通过n个螺栓固定连接，自第二钢板靠近连接端的端部起，依次将n个螺栓分为m排进行排列，其中，设置在第一排螺栓的数量为n1，第二排螺栓的数量为n2,依次类推至第m排螺栓的数量为nm；设置在第一排、第二排……至第m排的螺栓数量依次单调递减。本发明在保护低截面抗拉强度待连接钢板可靠的同时，对高截面抗拉强度待连接钢板实现高效率的材料利用率；在同等节点剪切抗力需求下，新型节点中高截面抗拉强度待连接钢板能够提升33％利用率。

技术领域

本发明属于桥梁工程技术领域，具体涉及一种基于承压型高强螺栓的混合强度抗剪连接节点。

背景技术

承压型高强螺栓连接是目前常用的钢材抗剪连接形式之一，其理想的抗剪连接承载力应主要源于钢板孔壁承压与螺栓螺杆受剪，尽量避免净截面破坏的形式出现，从而保证较高的材料利用率以及可靠的延性。

工程中常出现由于截面厚度、宽度或钢种不同而导致截面抗拉性能不同的钢材搭接问题。现有的承压型螺栓抗剪连接节点多采用规则或错列的排列布局方式，考虑到需要避免低截面抗拉强度待连接钢板单个截面布置过多螺栓导致截面被过度削弱，单个截面上能够布置的螺栓数量受到限制，高截面抗拉强度待连接钢板截面上不能合理的布置更多螺栓，充分利用其较强的性能，往往需要布置较长的连接区域，导致对钢材利用的低效率。

发明内容

为了解决上述问题，本发明采取了如下技术方案：

一种基于承压型高强螺栓的混合强度抗剪连接节点，用于采用搭接形式连接的具有不同截面抗拉强度的钢板，所述不同截面抗拉强度的钢板包括具有高截面抗拉强度的第一钢板和具有低截面抗拉强度的第二钢板，所述第一钢板和所述第二钢板之间通过n个螺栓固定连接，自所述第二钢板靠近连接端的端部起，依次将所述n个螺栓分为m排进行排列，其中，设置在第一排螺栓的数量为n1，第二排螺栓的数量为n2,依次类推至第m排螺栓的数量为nm；设置在第一排、第二排……至第m排的螺栓数量依次单调递减。

进一步地，设置在每排上的螺栓在所在的截面上采用对称形式布置，相邻两排之间的间距等于两倍边距，且至少满足中国钢结构规范中规定的最小边端距以及螺栓间距规定。

进一步地，所述承压型高强螺栓为8.8级、10.9级或12.9级中的一种。

进一步地，对位于所述第二钢板上的每一排螺栓所在的净截面进行验算，以保证其不会发生净截面破坏。

进一步地，对位于所述第一钢板上靠近连接端端部的一排螺栓的所在净截面进行净截面破坏验算，以保证其不会发生净截面破坏。

本发明有益效果：

1)本发明基于承压型螺栓连接受力特点，提出了一种不规则的排列方式，可以在避免低截面抗拉强度待连接钢板净截面破坏的前提下减小搭接长度，减小搭接面积，提升材料利用率，在同等节点剪切抗力需求下，新型节点能够至多50％搭接面积。

2)本发明的不规则排列节点的排列方式可以基于待连接的强弱不等钢材的性质进行调整，在保护低截面抗拉强度待连接钢板可靠的同时，对高截面抗拉强度待连接钢板实现高效率的材料利用率；在同等节点剪切抗力需求下，新型节点中高截面抗拉强度待连接钢板能够提升33％利用率。

3)本发明构造简单，受力明确，无需复杂工艺。

附图说明

图1为本发明的整体结构概念示意图；

图2为本发明的各组件拆分后爆炸示图；

图3为本发明实施例2的整体结构示意图；

图4为本发明实施例2的各组件拆分后爆炸示图；