本期会拆解CHAPTER J(上)的内容

| J1:通用规定 J2:焊缝和焊缝接头 J3:螺栓、螺栓节点 J4:节点和受影响的构件 J5:填充物 J6:拼接 J7:承载能力 J8:柱脚和混凝土基础 J9:锚栓及预埋件 J10:承受集中力的腹板和翼缘 |
这一章节的内容主要就是告诉设计者如何计算焊缝、螺栓以及如何计算节点处的板件、节点板等区域在各种受力状态下的强度。不过需要注意的一点是,这一章不涉及疲劳荷载,疲劳相关的内容要看单独的章节。(APPENDIX 3)
ØJ1: 通用规定
这一小节与之前一样,也是J章节的游戏规则,给J章的后续小节确定了计算原则。
Design basis | 1、设计强度按章节B规定确定 2、所需强度要根据具体的计算结果确定 3、当荷载存在偏心时,需要考虑偏心力的影响 |
Simple connections (理想的铰接连接) | 1、shall be designed as flexible connections(reactions shear only) 2、Flexible beam connection is permitted to have end rotation →允许出现非弹性和自我限制的变形即会出现被允许转动 
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Moment connections (理想刚接连接) | 1、end connections承受弯矩和剪力 2、The rigidity of connections 节点的刚性对构件计算的影响要考虑 →具体计算见B3.4b |
Compression members with bearing joints (压杆的连接节点) | 1、承压的压杆的splice足够大(端铣平)足以直接抗压 2、非承压的压杆的splice截面要保证对中(in line),强度要求不小于下面两条要求: 
即虽然节点受压,但是要有一定的抗拉和抗弯能力 |
Splices in heavy sections (厚板) | 如果全熔焊坡口焊连接节点处要传递拉力,则要在焊材的韧性、坡口尺寸、焊材金属、焊接表面的处理即检验要求等有详细的要求(工厂焊的不需要满足): 
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Weld access holes(焊接处工艺细节) | J1.6详细的提出了对关系到焊缝质量的焊缝工艺构造要求,拆解不展开。 |
Placement of welds and bolts(螺栓和焊缝的定位) | 除非特殊允许的偏心情况下,应该与构件重心对齐。 |
Bolts in combination with welds (如何考虑螺栓和焊缝的共同作用) | 1、通常情况下,螺栓和焊缝不可以共同分担荷载 2、但是高强螺栓和角焊缝同时存在的端板连接情况是存在的,螺栓提供抗滑移阻力,焊缝贡献被熔焊的金属的强度。 
3、高强螺栓具体要求详见J3.1,且能提供的强度值不得小于所需强度的33%;当考虑共同作用的时候,角焊缝提供的强度不能小于所需总强度的50%或70%(区别在于螺栓的连接工艺不同); 
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Welded alterations to structures with existing rivets or belts(旧结构改造) | 
→焊接改造值用来抵抗额外需要的强度 |
High-strength bolts in combination with existing rivets | →利用高强螺栓与旧结构已有的铆钉一起来抵抗荷载
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ØJ2: 焊缝和焊接节点
焊缝需要满足焊接规范Structural Welding Code—Steel (AWS D1.1/D1.1M),本规范用语说明与焊接规范不一样的地方。
本节都是焊接细节,不做逐字详图,只简单罗列规范的框架,大家使用的时候再仔细研究即可。
J2.1 Groove welds坡口焊 | 1a、有效面积 1b、限制条件 |
J2.2 Filled welds角焊缝 | 2a、有效面积 2b、限制条件 |
J2.3 Plug and slot welds塞焊 | 3a、有效面积 3b、限制条件 |
J2.4 strength | 1、焊接节点的强度要根据母材的强度和焊材的强度分别计算,取较小值 
2、不同类型的焊缝在载荷下有不同的名义强度计算公式,详见table2.5 3、当外力的合力通过焊缝组的形心,名义强度可以按下述公式进行计算: |
J2.5 Combination of welds | 如果多种不同的焊缝成组出现,要分开单独计算 |
J2.6 Filler metal requirements | 不同的焊接类型、母材型号需要使用不同匹配的焊材。 
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J2.7 Mixed weld metal | 所有的焊材需要具有兼容性。 |
ØJ3: 螺栓和螺栓节点
J3.1普通螺栓,除非有施加预应力的需求,一般使用ASTM A307螺栓。(用于次结构或者不需要高强度的地方)
J3.2高强螺栓,默认按RCSC验算(Research Council on Structural Connections),本规范只规定与RCSC不一样的地方。

螺栓的型号与其对应的钢材编号如下所示,其中Group120可以对应国内的8.8s螺栓,Group150可以对应国标的10.9s螺栓。

螺栓的安装方式:
Snug-Tight Condition ( snug-tight )承压型 对应国标的承压型 | 其实就是拧到钢板紧密贴紧,看不见肉眼缝隙(依靠螺栓本身的承压和抗剪能力) 1、常用于bearing-type connections,通过螺栓抗剪和连接板承压来传递荷载 2、Group120螺栓当受拉或拉剪,且用于不存在松动和疲劳的情况。 
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Pretensioned预紧型 类似对应国标的摩擦型 | 将螺栓拧紧到规范规定的拧紧力TABLE J3.1/3.1M 
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Slip-Critical摩擦型 对应国标的摩擦型 | 利用板件的摩擦力来传递荷载 1、也有预紧 2、绝对不滑移 |
J3.3螺栓孔洞大小详见TABLE J3.3/3.3M,共分为四种类型,四种类型对应的连接类型如下表总结:除非特殊指定,默认选择标准型和短槽型螺栓孔,同时short-slotted是垂直于荷载方向的。指型垫片和螺母要求详见J3.3.c和J3.3.g,四种开孔的适用要求详见J3.3.d~f。
Standard圆形 | 可用于slip-critical connections和bearing-type |
Oversize圆形 | 用于slip-critical connections,禁止用于bearing-type |
Short-slotted长方形 | 可用于slip-critical connections和bearing-type |
Long-slotted长方形 | 可用于slip-critical connections和bearing-type(荷载方向有要求) |
J3.4规定了螺栓孔最小中心间距和净距要求:

J3.5规定了螺栓最小边距的要求:标准孔型的最小边距要求详见TABLE J3.4/J3.4M;oversize hole和slotted hole的最小边距=标准孔的最小边距+额外增量C2,其实就是额外补偿了孔洞扩大后材料的削弱,C2表格详见TABLE J3.5/J3.5M。
J3.6规定了螺栓之间和螺栓与构件的最大间/边距要求:
最大边距:min{12倍连接板厚度,150mm}
最大纵向间距:

未完待续
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