解析凈截面和有效面積
2021-05-06 09:32 鋼結構建筑 陜西鋼結構
在結構構件中形成拉力伴隨著結構構件與其他構件連接在一起，一些抗拉節點例如螺栓連接節點和螺紋接頭，降低了構件的承載力。因此，在選擇此類連接形式時，設計人員必須確定這些被削弱的受拉構件是否能夠滿足抗拉承載力要求。
螺栓連接是木構件或鋼構件經常采用的一種連接形式，為了插入螺栓，必須在構件中鉆孔或沖孔。當制造了一個螺栓孔洞時，得到一個折減的面積，稱為凈面積，凈面積上的單位應力高于無折減截面上的單位應力。當然，螺栓連接節點的整體性能更為復雜，不僅僅包括凈截面的簡單受拉，而且此類節點經常決定了構件的抗拉承載力。
另一種常見的簡單抗拉構件是端頭螺紋的圓鋼桿。為了連接兩個構件，在構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，產生一個凈截面。但是，可以采用端頭處鍛造擴大的圓桿，稱為螺旋軸端，在這種圓桿中削減螺紋產生的凈截面，其面積等于桿主體部分面積。建筑結構中很少采用螺旋軸端，因此受拉圓桿典型設計是按照折減凈截面進行的。注意：當荷載是軸向的，而不是剪切時，這種對于凈面積的考慮也適用于螺栓。
在鋼結構中，有時候為了得到連接而要使構件抗拉潛能完全發揮出來是困難的。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，但是設計人員經常忽略無連接一肢的拉力，認為被連接一肢像一個簡單桿那樣起作用。對于剛度或其他情況，整個角鋼仍然是有效的，但是構件形式和連接布置限制了拉力。
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