剪力连接是一种允许两个构件之间传递剪力的接头. 纯正法向载荷连接 (张力接头), 纯剪切载荷, 或法向力和剪切力的组合. 剪切连接通常是最常用的连接. 它们通常用于将梁与其他梁或柱连接. 这种连接传递剪切, 旋转约束最小, 与瞬间连接相反. 这可以帮助减少对力矩连接的依赖, 这通常更复杂且成本更高.
剪力连接器通常用于钢结构结构中, 如铁路桥梁, 甲板板, 地铁列车平台, 等等...
这是一些剪力连接类型:
- 角度连接 (图片 1)
- 单板连接
- WT连接
- 坐式连接
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图片 1. 单角度剪切连接的示例剪切连接的最常见类型之一是角钢/平板连接, 可以使用尖括号或板将父级的法兰连接到子级构件的腹板上. 剪力连接不会承受太大的力矩，因为它们会有些松动地旋转. 如果连接允许旋转, 连接只能抵抗剪切力. 因此, 它们被设计为剪切对接. 这是剪力连接和弯矩连接之间的主要区别之一. 值得注意的是，焊接剪力连接比螺栓连接承受更高的力矩载荷.
设计步骤
在这个部分, 我们将讨论单板 (平端) 剪力连接 (
图片 2). 翅片板连接制造起来经济，安装简单. 这些联系也很受欢迎, 因为它们可以是最快的连接，以建立和克服两侧连接中共用螺栓的问题.
图片 2. 单板剪切连接单板剪切连接的行为受支撑条件的影响, 被理想化为柔性或刚性的. 如果梁由理想的柔性支架（例如梁）支撑, 这是不受限制的, 然后通过支撑架的旋转完全适应光束的末端旋转. 但是，如果梁由完全刚性的支架支撑, 例如W形柱的法兰, 则板的焊接边缘在重力剪切力作用下将保持与母构件牢固连接，并且旋转通过连接内的变形来适应. 在理想的柔性连接中, 拐点在支撑件的表面; 但在理想的刚性连接中，拐点移离支撑构件的表面. 由于“真实”支撑很少会表现得完全像柔性或刚性连接, 冗余设计程序对于提供安全有效的设计是必需的. 典型的单板剪切连接由三部分组成: 支持, 连接器和梁. 支撑可以是另一个梁或大梁, 柱法兰, 或专栏网 (
图片 3). 连接器可以通过螺栓连接或焊接到支架和梁上. 例如, 用螺栓固定到支架上并焊接到梁上的连接器形成“螺栓焊接”剪切连接.
图片 3. 单板剪切连接梁/柱 (剩下) 和光束/光束 (对)为了继续, 我们必须考虑限制状态的考虑因素. 以下列表是 11 支票 (AISC标准) 设计单板剪切连接所必需:
- 考虑螺栓偏心的螺栓剪切
- 板和梁腹板的螺栓组的材料承载强度
- 板剪切屈服
- 板剪切断裂
- 板块剪切
- 使用板的塑性截面模量弯曲导致的板弯曲屈服
- 弯曲导致板弯曲断裂
- 板对支撑件的焊接强度
- 分段梁剪切
- 梁的截面的弯曲屈服
- 连接的旋转需求仅适用于刚性连接
为了能够通过提到的标准, 我们必须遵守连接板的一般要求, 螺栓, 和焊缝.
所有连接部件的所有类型的断裂都必须具有最小承载力.
一些建议 (遵循澳大利亚和美国的标准) 可以使其通过的如下:
由于直接剪切力和力矩，每个螺栓的承载力必须大于最外螺栓上的合力.
鳍板的剪切能力必须大于梁末端的反作用力. 翅片的净截面的弹性模量必须大于由于端部反应和翅片的突出而引起的力矩。.
支撑梁的抗剪承载力必须大于梁端的反作用力. 对于长翅片，净截面的电阻必须大于施加的力矩.
角焊缝的腿长(s) 必须大于 0,8 乘以翅片板的厚度.
柱腹板的局部剪切能力必须大于柱腹板任一侧的梁端反应总和的一半.
翅片的抗弯矩必须大于由于端部反应和翅片的突出而引起的弯矩。.
鳍板和梁腹板的抗拉能力必须大于拉力. 梁腹板或翅片板的承载力必须大于拉紧力，柱腹板的绑扎能力必须大于拉紧力.
剪力连接设计 (工作实例)
在这个部分, 我们将展示单板剪切连接的示例, 使用SkyCiv连接设计. 该软件将显示剪力连接设计的分步计算:
图片 4. 定义设计代码, 剪切连接的类别和类型通过设置设计系数 (会员, 螺栓和焊接系数), 设计的下一步是创建连接装配 (
图片 5) 可以分配力量的对象 (
图片 6) 可以模拟单板剪力连接的行为.
图5设计因素和连接组件
图片 6. 将力量分配给儿童成员模拟单板剪力连接的行为后, 结果 (
图片 7) 将根据美国标准AISC给予 360-10 (14第版).
图片 7. 结果该软件还将制作连接剪设计计算的分步指南，供用户参考. 单击“报告”图标以查看设计输出.
有关此工作示例的详细视图, 随时下载详细
剪力连接的实例 设计 - 由。。。生产
SkyCiv连接.
