单角钢型号(单角钢型号的含义)

角钢的单重怎么算

以下是一些常见的铁塔角钢规格和型号：

1. 50×50×6：这是一个角钢的规格表示，分别表示角钢的宽度、厚度和高度。这意味着这个角钢的宽度为50毫米，厚度为5毫米，高度为6毫米。

2. 75×75×8：这是一个更大的角钢规格，宽度为75毫米，厚度为7.5毫米，高度为8毫米。

3. L50×50×6：这是另一个表示相同规格的角钢，其中“L”表示等边角钢。等边角钢的两个边宽度相等。

4. ∠63×63×8：这是一个不等边角钢的规格表示，表示两个边长分别为63毫米和63毫米，高度为8毫米。

5. GB/T 700-1988：这是一个中国国家标准，涵盖了角钢的尺寸、外形、重量及允许偏差等要求。

角钢单重表

按形状分等边角钢和不等我们常的的是等边单角钢。角钢的规格用边长和边厚的尺寸表示。目前国产角钢规格为2—20号，以边长的厘米数为号数，同一号角钢常有2—7种不同的边厚。进口角钢标明两边的实际尺寸及边厚并注明相关标准。一般边长12.5cm以上的为大型角钢，12.5cm—5cm之间的为中型角钢，边长5cm以下的为小型角钢。

单角钢斜平面到底是绕哪个轴

角钢：每米重量=0.00785*（边宽+边宽-边厚）*边厚圆钢：每米重量=0.00617*直径*直径(螺纹钢和圆钢相同）扁钢：每米重量=0.00785*厚度*边宽管材：每米重量=0.02466*壁厚*（外径-壁厚）板材：每米重量=7.85*厚度*宽度

黄铜管：每米重量=0.02670*壁厚*（外径-壁厚）紫铜管：每米重量=0.02796*壁厚*（外径-壁厚)铝花纹板：每平方米重量=2.96*厚度有色金属比重：紫铜板8.9黄铜板8.5锌板7.2铅板11.37有色金属板材的计算公式为：每平方米重量=比重*厚度

各种规格的螺纹钢的重量如何计算,是否有个标准?是多少?

0.617是圆10钢筋每米重量。钢筋重量与直径（半径）的平方成正比。G/m=0.617*D*D/100

每米的重量(Kg)＝钢筋的直径(mm)×钢筋的直径(mm)×0.00617

其实记住建设工程常用的钢筋重量也很简单:Φ6＝0.222kg,Φ6.5＝0.26kg,Φ8＝0.395kg,Φ10＝0.617kg,Φ12＝0.888kg,Φ14＝1.21kg,Φ16＝1.58kg,Φ18＝2.0kg,Φ24＝2.47kg,Φ22＝2.98kg,Φ25＝3.85kg,Φ28＝4.837kg.....

Φ12(含12)以下和Φ28(含28)的钢筋一般小数点后取三位数，Φ14至Φ25钢筋一般小数点后取二位数:

Φ6=0.222kgΦ8=0.395kgΦ10=0.617kgΦ12=0.888kgΦ14=1.21kgΦ16=1.58kgΦ18=2kgΦ20=2.47kgΦ22=3kgΦ25=3.86kg

Φ28=4.83kg

Φ32=6.31kg

Φ36=7.99kg

Φ40=9.87kg

钢材理论重量计算简式

扁钢、钢板、钢带W＝0.00785×宽×厚

方钢W＝0.00785×边长2

圆钢、线材、钢丝W＝0.00617×直径2

钢管W＝0.02466×壁厚（外径--壁厚）

等边角钢W＝0.00785×边厚（2边宽--边厚）

不等边角钢W＝0.00785×边厚(长边宽+短边宽--边厚)

工字钢W＝0.00785×腰厚[高+f（腿宽-腰厚）]

槽钢W＝0.00785×腰厚[高+e（腿宽-腰厚）]

备注：

1、角钢、工字钢和槽钢的准确计算公式很繁，表列简式用于计算近似值。

2、f值：一般型号及带a的为3.34，带b的为2.65，带c的为2.26。

3、e值：一般型号及带a的为3.26，带b的为2.44，带c的为2.24。

4、各长度单位均为毫米

钢材长度尺寸是各种钢材的最基本尺寸，是指钢材的长、宽、高、直径、半径、内径、外径以及壁厚等长度。钢材长度的法定计量单位是米(m)、厘米(cm)、毫米(mm)。在现行习惯中，也有用英寸(″)表示的，但它不是法定计量单位。

1.钢材的范围定尺

是节省材料的一种有效措施。范围定尺就是长度或长乘宽不小于某种尺寸，或是长度、长乘宽从多少到多少的尺寸范围内交货。生产单位可以按此尺寸要求进行生产供货。

2.不定尺（通常长度）

凡产品尺寸(长度或宽度)，在标准规定范围内，而又不要求固定尺寸的叫不定尺。不定尺长度又叫通常长度(通尺)。按不定尺交货的金属材料，只要在规定长度范围内交货即可。例如，不大于25mm的普通圆钢，其通常长度规定为4-10m,则长度在此范围内的圆钢都可以交货。

3.定尺

按订货要求切成固定尺寸的称为定尺。按定尺长度交货时，所交金属材料必须具有需方在订货合同中指定的长度。例如，合同上注明按定尺长度5m交货，则所交货的材料必须都是5m长的，短于5m或长于5m均为不合格。但实际上交货不可能都是5m长，因此规定了允许有正偏差，而不允许有负偏差。

4.倍尺

按订货要求的固定尺寸切成整倍数的称为倍尺。按倍尺长度交货时，所交金属材料的长度必须为需方在订货合同中指定的长度(叫单倍尺)的整数倍数(另加锯口)。例如，需方在订货合同中要求单倍尺长度为2m，那么，切成双倍尺时长度即为4m，切成3倍尺时即为6m，并分别加上一个或两个锯口量。锯口量在标准中有规定。倍尺交货时，只允许有正偏差，不允许出现负偏值。

5.短尺

长度小于标准规定的不定尺长度下限，但不小于允许的最短长度的叫短尺。例如，水、煤气输送钢管标准中规定，允许每批有10%的(按根数计算)2~4m长的短尺钢管。4m即为不定尺长度的下限，允许的最短长度为2m。

6.窄尺

宽度小于标准规定的不定尺宽度下限，但不小于允许的最窄宽度的叫窄尺。按窄尺交货时，必须注意有关标准规定的窄尺比例和最窄尺。

1.型钢的长度尺寸

⑴火车轨的标准长度有12.5m和25m两种。

⑵圆钢、线材、钢丝尺寸以直径d的毫米(mm)数标定。

⑶方钢尺寸以边长a的毫米(mm)数标定。

⑷六角钢、八角钢尺寸以对边距离s的毫米(mm)数标定。

⑸扁钢的尺寸以宽度b和厚度d的毫米(mm)数标定。

⑹工字钢、槽钢的尺寸以腰高h、腿宽b和腰厚d的毫米(mm)数标定。

⑺等边角钢的尺寸以相等边宽b和边厚d的毫米(mm)数标定。不等边角钢的尺寸以边宽B、b和边厚d的毫米(mm)数标定。

⑻H型钢的尺寸以腹板高度h、翼板宽度b和腹板厚度t1、翼板厚度t2的毫米(mm)数标定。

2.钢板、钢带的长度尺寸

⑴一般以钢板的厚度d的毫米(mm)数标定。而钢带则以钢带的宽度b和厚度d的毫米(mm)数标定。

⑵单张钢板有规定的不同尺寸，如热轧钢板有：1mm厚的钢板，有宽度600×长度2000mm；650×2000mm；700×1420mm；750×1500mm；900×1800mm；1000×2000mm等。

3.钢管的长度尺寸

⑴一般以钢管的外径D、内径和壁厚S的毫米(mm)数标定。

⑵每种钢管有规定的不同尺寸，如无缝钢管外径50mm的，壁厚有2.5~10mm的15种；或者说相同壁厚5mm的，外径有32~195mm的29种。又如焊接钢管公称口径25mm的壁厚有3.25mm的普通钢管和4mm的加厚钢管。

1.钢材的理论重量

钢材的理论重量是按钢材的公称尺寸和密度（过去称为比重）计算得出的重量称之为理论重量。这与钢材的长度尺寸、截面面积和尺寸允许偏差有直接关系。由于钢材在制造过程中的允许偏差，因此用公式计算的理论重量与实际重量有一定出入，所以只作为估算时的参考。

2.钢材的实际重量

钢材实际重量是指钢材以实际称量（过磅）所得的重量，称之为实际重量。实际重量要比理论重量准确。

3.钢材重量的计算方法

⑴毛重是“净重”的对称，是钢材本身和包装材料合计的总重量。运输企业计算运费时按毛重计算。但钢材购销中是按净重计算。

⑵净重是“毛重”的对称。钢材毛重减去包装材料重量后的重量，即实际重量，称之为净重。在钢材购销中一般按净重计算。

⑶皮重钢材包装材料的重量，称之为皮重。

⑷重量吨按钢材毛重计算运费时使用的重量单位。其法定计量单位为吨（1000kg），还有长吨（英制重量单位1016.16kg）、短吨（美制重量单位907.18kg）。

⑸计费重量亦称“计费吨”或“运费吨”。运输部门收取运费的钢材重量。不同的运输方式，有不同的计算标准和方法。如铁路整车运输，一般以所使用的货车标记载重作为计费重量。公路运输则是结合车辆的载重吨位收取运费。铁路、公路的零担，则以毛重若干公斤为起码计费重量，不足时进整。

钢材理论重量计算的计量单位为公斤(kg)。其基本公式为：W(重量，kg)=F(断面积mm2)×L(长度，m)×ρ(密度，g/cm3)×1/1000

钢的密度为：7.85g/cm3，各种钢材理论重量计算公式如下：

名称(单位)

计算公式

符号意义

计算举例

圆钢盘条（kg/m）

W=0.006165×d×d

d=直径mm

直径100mm的圆钢，求每m重量。

每m重量=0.006165×1002=61.65kg

螺纹钢（kg/m）

W=0.00617×d×d

d=断面直径mm

断面直径为12mm的螺纹钢，求每m重量。

每m重量=0.00617×122=0.89kg

方钢（kg/m）

W=0.00785×a×a

a=边宽mm

边宽20mm的方钢，求每m重量。

每m重量=0.0078×202=3.14kg

扁钢（kg/m）

W=0.00785×b×d

b=边宽mm

d=厚mm

边宽40mm，厚5mm的扁钢，求每m重量。

每m重量=0.00785×40×5=1.57kg

六角钢（kg/m）

W=0.006798×s×s

s=对边距离mm

对边距离50mm的六角钢，求每m重量。

每m重量=0.006798×502=17kg

八角钢（kg/m）

W=0.0065×s×s

s=对边距离mm

对边距离80mm的八角钢，求每m重量。

每m重量=0.0065×802=41.62kg

等边角钢（kg/m）

=0.00785×[d（2b–d）+0.215（R2–2r2）]

b=边宽

d=边厚

R=内弧半径

r=端弧半径

求20mm×4mm等边角钢的每m重量。

从冶金产品目录中查出4mm×20mm等边角钢的R为3.5，r为1.2，则每m重量=0.00785×[4×（2×20–4）+0.215×（3.52–2×1.22）]=1.15kg

不等边角钢（kg/m）

W=0.00785×[d（B+b–d）+0.215（R2–2r2）]

B=长边宽

b=短边宽

d=边厚

R=内弧半径

r=端弧半径

求30mm×20mm×4mm不等边角钢的每m重量。

从冶金产品目录中查出30×20×4不等边角钢的R为3.5，r为1.2，则每m重量=0.00785×[4×（30+20–4）+0.215×（3.52–2×1.22）]=1.46kg

槽钢（kg/m）

钢（kg/m）

W=0.00785×[hd+2t（b–d）+0.349（R–r2）]

h=高

b=腿长

d=腰厚

t=平均腿厚

R=内弧半径

r=端弧半径

求80mm×43mm×5mm的槽钢的每m重量。

从冶金产品目录中查出该槽钢t为8，R为8，r为4，

则每m重量=0.00785×[80×5+2×8×（43–5）+0.349×（82–42）]=8.04kg

工字钢（kg/m）

W=0.00785×[hd+2t（b–d）+0.615（R2–r2）]

h=高

b=腿长

d=腰厚

t=平均腿厚

R=内弧半径

r=端弧半径

求250mm×118mm×10mm的工字钢每m重量。

从金属材料手册中查出该工字钢t为13，R为10，r为5，

则每m重量=0.00785×[250×10+2×13×（118–10）+0.615×（102–52）]=42.03kg

钢板（kg/m2）

W=7.85×d

d=厚

厚度4mm的钢板，求每m2重量。

每m2重量=7.85×4=31.4kg

钢管（包括无缝钢管及焊接钢管）kg/m

W=0.02466×S（D–S）

D=外径

S=壁厚

外径为60mm壁厚4mm的无缝钢管，求每m重量。

每m重量=0.02466×4×（60–4）=5.52kg

-End-

☞来源：钢结构在线、材料科学与工程

☞本文编辑：Sonya

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单角钢的连接接长

角铁（钢）厚度规格型号；20㎜×20㎜×2㎜ 型号2号角钢。

25㎜×25㎜×2.5㎜ 型号2.5号角钢。

30㎜×30㎜×3㎜ 型号3号角钢。

40㎜×40㎜×4㎜ 型号4号角钢。

45㎜×45㎜×4.5㎜ 型号4.5角钢。

50㎜×50㎜×5㎜ 型号5号角钢依次类推……6号，6.5号，7号……。国（国家型钢标准）标的角钢要符合其标号的高度厚度宽度，不符合的称为非国标。

单角钢型号的含义

以下是一些常见的角钢规格型号和尺寸：

1、Q235B角钢：

型号：20#、25#、30#、35#等。

尺寸(mm)：20×20、25×25、30×30、35×35等。

截面积(cm2)：0.78、0.98、1.18、1.38等。

重量(kg/m)：0.606、0.765、0.923、1.081等。

2、Q345B角钢：

型号：25#、30#、35#、40#、45#等。

尺寸(mm)：25×25、30×30、35×35、40×40等。

截面积(cm2)：1.12、1.36、1.59、1.83等。

重量(kg/m)：0.885、1.082、1.267、1.455、1.642等。

3、SS400角钢：

型号：20#、25#、30#、35#、40#等。

尺寸(mm)：根型号而定

截面积(cm2)：根型号而定

重量(kg/m)：根型号而定

以上信息仅供参考，如有需要，建议查阅相关网站。  

单角钢和双角钢

作者：杨隆宇 张睿

中国电力工程顾问集团华北电力设计院有限公司

中国核电工程有限公司

摘要

螺栓孔的端距Ld、边距Lz影响输电铁塔中单颗螺栓连接单角钢构件承载力和其两端节点板尺寸,缩小Ld可降低连接区几何尺寸、减小或取消节点板,增加Ld可提高构件抗拉承载力。目前国内输电铁塔设计规范中螺栓Ld、Lz均为固定值。为研究此类构件受拉承载力,进行56、80、90、110四种规格角钢单螺栓连接的材性试验和受拉试验,角钢材质为Q235B,高强螺栓直径16mm、24mm,设置位移计测量试件变形和孔伸长量。试件加载后螺栓孔发生塑形变形、纵向伸长,达极限拉力时受压孔壁两侧及对应的角钢端面中部撕裂。依据试件参数建立连接板、角钢、螺栓的有限元模型,各部件接触面附近网格尺寸小于2mm。

计算结果表明:有限元模型的高应力区与试件破坏区域相同,二者极限拉力平均相差5.8%,荷载-孔伸长量曲线与位移计测量结果相符。采用屈服强度fy=235MPa、弹性模量E=2.06×105MPa的钢材计算四组单螺栓连接角钢模型(Ld=0.8~3.7)d0:40×31M12、40×31M16、50×41M16、63×51M20。

结果表明:螺孔直径大于螺栓造成单剪连接时受压孔壁应力集中,在试件总伸长量较小时部分区域已产生塑性变形,随后试件失去初始刚度螺栓孔不断伸长。采用基准端距时构件承载力Nrt约为规范承载力Ncode的95%,四组试件的受拉承载力Nt约为极限拉力Nu的75%,国内现行规范有一定裕度。构件荷载-孔伸长量曲线的线性段长度、刚度变化位置、承载力受Ld和Lz共同影响,以Ld/Lz=1.5为分界主要发生两种破坏模式:小于临界值时试件发生端部剪切、撕裂破坏;超过临界值后逐渐转变成角钢净截面破坏,继续提高Ld对承载力影响不大。国内L40角钢目前使用M16螺栓,采用M12螺栓时后降低Lz/d0,可获得更高的承载力上限。EC3、ASCE等标准中考虑了Ld、Lz对受拉承载力的影响,其材料强度等参数取值主要针对当地钢材,公式形式复杂。结合我国钢材的实际情况、输电铁塔计算框架,根据试验和模型结果给出包含承载力调整系数的计算方法,考虑了Ld与Lz的不同影响,对不同螺杆直径、角钢肢宽的构件用同一算式计算,适用于Ld=(1.0~3.0)d0范围内单螺栓单剪连接的热轧角钢构件受拉承载力计算。

1概述

“一带一路”倡议为电力行业“走出去”发展指明了方向、对输电线路提出了新要求。与国内杆塔荷载增大、电缆入地等趋势不同,沿线国家线路以中低电压等级角钢杆塔为主。由于计算时不采用国内标准,角钢主材与斜材、辅助材两端可通过使用小直径螺栓和缩小螺栓孔端距的方式取消部分节点板、降低自重。这类构造设置是国内杆塔行业多年未涉及的内容。

采用角钢单剪连接的方式在通信行业有所应用,但通信塔使用思路、承载力裕度都与输电铁塔不同。近年来国内外学者开展的大部分单螺栓连接的理论和试验研究是双剪连接,其螺栓孔径、螺孔布置方式等与输电铁塔存在较大差异。欧美标准对单螺栓连接构件端距、承载力的规定差异较大、主要针对当地钢材,不便于国内使用。

为研究此类构件端距与构件承载力的关系,进行了角钢单螺栓单剪连接构件试验和有限元分析。对比二者结果验证了有限元模型的准确性,计算了不同端距、边距的构件,根据试验和模型计算确定构件发生两种破坏模式的前提条件,据此给出了考虑端距、边距影响的受拉承载力建议计算方法,为工程应用提供支撑。

2单孔受拉构件

2.1构件试验

进行4种规格共5个角钢的单孔单面连接试验,连接肢肢宽分别为56,80,90,110mm。角钢均为Q235B钢材,名义屈服强度235MPa,为避免螺栓先于角钢破坏均采用高强度M16、M24螺栓,螺栓拧紧但不额外施加预紧力。

表1试件编号中的数字表示角钢连接肢的宽度b,表1和图1中参数t表示壁厚,d0表示螺栓孔径(17.5mm对应M16螺栓,25.5mm对应M24螺栓),Lz表示螺栓孔边距,Ld表示螺栓孔端距,各参数按照DL/T5442—2010《输电线路铁塔制图和构造规定》取值。

表1试件规格        mm

图1试验构件几何尺寸示意

图2为试验装置简图和实物图。角钢端部采用单个螺栓连接在节点板上,节点板厚度大于角钢壁厚。加载装置为W5-687液压万能试验机,其夹具夹住节点板施加拉力。确认整套装置传力顺畅后加载,根据角钢截面不同每级荷载设定10kN左右,加载间隔1~2min。在试件中部布置应变片,两端设置位移计测量伸长量。 

a—试验装置示意;b—实物。

图2加载装置

依据相关文献,从角钢中切割构件在INSTRON1342试验机上进行材性试验。角钢弹性模量E平均为1.8×105MPa,屈服强度fy平均为258MPa,fy/fu平均值为0.7。材性试验结果列于表2。

表2构件材性试验结果

本次试验为考察开孔板件受拉承载力而采用高强螺栓、较厚连接板连接,所有试件都没有出现螺栓剪坏、节点板撕裂破坏,变形主要发生在角钢上,达到极限拉力后端面破坏形态如图3所示。开始加载后在螺杆的挤压下螺栓孔很快发生塑性变形、纵向伸长,单剪连接的特点和螺孔直径大于螺杆造成孔壁受压面应力集中、进入塑性。试件破坏时撕裂出现在角钢螺栓孔中部及孔两侧,极限状态时角钢还伴有指向非连接肢方向的外凸变形。试件极限拉力列于表3。 

图3螺栓孔端部撕裂

表3试件承载力      kN

2.2有限元模型

外荷载通过螺杆对孔壁的挤压传递,螺杆、螺孔为曲面,加载过程中有较大变形,因此角钢、螺栓、节点板均采用带中间结点的四面体Solid187单元。根据构造要求螺纹取不进入剪切面,螺杆不设置螺纹。接触对采用Conta174和Targe170单元。材料强度、弹性模量取值与材性试验一致,摩擦系数为0.3。根据螺栓和角钢尺寸,为提高接触精度,接触面附近网格单元尺寸不大于2mm。采用位移加载方式,对角钢远端的截面上所有单元内力积分得到对应的拉力。网格划分及应力计算结果如图4所示。

a—网格划分;b—角钢和加载板等效应力,MPa。 

图4 56模型网格划分及等效应力

图5a为试件端部破坏情况,图5b为模型计算的端部应力情况。试验和模型计算结果中螺栓孔受螺杆挤压沿纵向伸长,达极限承载力破坏时试件端部撕裂的区域与计算模型中高应力区对应,均为孔两侧及角钢端面。

a—试验;b—模型计算。

图5构件破坏模式

根据试验时记录伸长量的方式提取模型中对应位置的伸长量,绘制荷载-位移曲线。图6为典型的荷载-位移曲线形式(80构件),加载开始后材料非线性和几何非线性都很明显,曲线后半段刚度明显降低,接近极限承载力时曲线几乎水平、角钢端面在很小的荷载增量下即破坏。

图6 80试件试验与模型计算结果对比

表4为模型计算结果与试验承载力对比,二者平均相差5.8%,有限元模型在破坏模式和极限承载力方面与试验结果相符性较好。

表4有限元计算结果与试验承载力对比

注:PE、PFEA分别为试验有限元模拟得到的极限承载力;Δ为两者误差。

为保证构件的使用要求和单剪连接的延性需要,各国标准都设置孔最大变形量的限值,根据本次试验、有限元计算及文献中的建议,取极限拉力时孔伸长的1/3作为螺栓变形限值,此时荷载-位移曲线的斜率已经开始明显减小,对应的荷载约为极限拉力的75%,保留了足够的承载力裕度。

3计算方法比较

在螺栓抗剪连接中,一方面要保证螺杆在剪力和附加拉力共同作用下不破坏,另一方面要保证连接板件不因为承压强度不足而破坏。因此螺栓的设计承载力为受剪和承压承载力 中的较小值。相关文献中公式形式一致,个别材料强度取值有所不同:

式中:d为螺杆直径;∑t为一个受力方向上承压板件总厚度的较小值;为板件承压强度设计值。

当单颗螺栓中心线在角钢重心线外侧时应进行块剪验算:

根据材料强度不同γR=1.09~1.15;fy为材料屈服强度;Fu为材料的最小抗拉强度;At为孔Lz方向净面积;Av为Ld方向净面积;d0为螺栓孔直径。

单孔单剪连接角钢轴心受拉强度N按式(3)计算:

式中:Fu为钢材抗拉强度最小值。

在构造要求上相关文献中规定最小端距为2d0;在铁塔加工中,相关文献为方便作图和加工直接按螺栓直径给出端距Ld值,M12,M16,M20,M24对应的Ld分别为20,25,30,40mm,平均值为1.47d0。

EC3的计算式如下:

式中:fu为板件极限抗拉强度。

该式计入了端距Ld、边距Lz的影响,更符合实际。

EC3中要求Ld、Lz的最小值为1.2d0。与我国计算方法相比,EC3在构造上有更大灵活性,有利于降低螺栓节点区域尺寸。

ASCE取式(5a)、(5b)中的较小值,有:

对主要受力杆件,端距Ld最小值为为式(6a)~(6c)中的最大值。对辅助材为式(6c)、(6d)中的较大值:

 e=1.2P/(Fut)         (6a) 

 e=1.3d            （6b) 

e=t+d/2           (6c)

 e=1.2d             (6d) 

式中:P为螺栓受力。

总体而言,我国公式形式简单但Ld、Lz为固定值,其他计算方法考虑因素虽然更符合实际,但主要针对当地钢材、公式形式复杂,不便于在我国现有计算框架内使用。

4Ld、Lz与受拉承载力

上述分析表明受拉构件承载力与螺栓孔相对位置密切相关,因此进行多种Ld、Lz组合的模型计算。选定的角钢规格和螺栓为40×3、1M12(M412),40×3、1M16(M416),50×4、1M16(M516),63×5、1M20(M620),材质为Q235钢材,弹性模量2.06×105MPa,泊松比0.3,摩擦系数0.3。根据相关文献确定M12、M16、M20的Ld基准值分别为20,25,30mm,总的Ld范围为(0.8~3.7)d0,构件规格列于表5。

表5单孔受拉模型Ld         mm

图7为构件荷载-孔伸长量曲线。每组模型中Ld级差为1~2mm,在图右侧隔行标注出虚线模型的Ld值。由于采用螺栓单剪连接、加载板与角钢的螺栓孔均比螺杆直径大,加载初始段孔壁上的压力分布不均,应力集中造成板件部分区域先进入塑性,随后构件失去初始刚度、开始进入屈服阶段,位移大幅增加但承载力提高缓慢,达极限承载力后角钢破坏。同一组中,构件极限承载力随Ld增加而提高,当 Ld超过临界值后失效模式变为角钢净截面破坏,构件承载力不再提高。图8为M620组的角钢破坏模式从端部撕裂向净截面破坏过渡的模型的应力分布。

a—M412组;b—M416组;c—M516组;d—M620组。

图7荷载-孔伸长量曲线

a—1.86d0;b—2.23d0;c—2.56d0。

图8M620组破坏模式

图9为构件承载力Nt与极限拉力Nu的比较。4组构件的承载力大约为极限拉力的75%。

图9承载力与极限拉力

图9间隙50mm时10mm厚贯通板的变形mm

5建议的方法

表6为M412、M416、M516、M620模型中采用基准端距时承载力Nrt与相关文献承载力Ncode的对比,模型结果约为DL/T5486承载力的95%。 

表6基准模型承载力与规范承载力   kN

图10为各组模型的承载力调整系数,横坐标为构件Ld与d0的比值,纵坐标为Nt与Nrt的比值。3种肢宽的4组构件的曲线都有线性段。对M412、M516、M620组构件,当Ld≤2.0d0时角钢端部发生剪切、撕裂破坏,受拉承载力随端距Ld的增加而提高;当Ld≥2.2d0后破坏模式变为角钢净截面破坏,增大Ld不提高受拉承载力。对M416组构件,由于采用M16螺栓后Lz/d0、净截面比M412组更小,在Ld≥1.6d0后构件就发生净截面破坏,因此该组的承载力上限比M412更低。

图10构件承载力调整系数

由图10所示计算结果可知,构件承载力与Ld、Lz有关,它们共同决定图中曲线线性段长度、开始失去初始刚度的位置。因此建议采用考虑Ld、Lz共同影响的方法计算构件承载力:

式中:η为综合考虑Ld、Lz的承载力调整系数,算式适用于热轧角钢构件的Ld=(1.0~3.0)d0范围的单剪单螺栓连接构件。图11为分别用式(7a)计算和模型计算的4组构件的调整系数η,试验和模型计算表明Ld/Lz ≤1.5时构件发生端部剪切、撕裂破坏;Ld/Lz>1.5后逐渐转变成角钢净截面破坏,继续提高端距对承载力影响不大。将Lz计入后算式具有较好精度,且对不同直径螺栓、角钢肢宽的构件可采用同一算式计算,便于工程应用。

图11建议算式与模型计算结果

6结论

对单孔单剪构件进行拉伸试验和有限元分析,根据计算结果和破坏模式确定受拉承载力,在此基础上给出建议的设计方法。得到主要结论如下: 

1)构件破坏模式分为角钢端部剪切、撕裂破坏和角钢净截面破坏,二者以Ld/Lz =1.5为分界,Ld/Lz>1.5后发生角钢净截面破坏,继续增大Ld受拉承载力不再提高。

2)国内输电塔规范中40肢宽角钢采用M16螺栓、给定Ld =25mm,Lz/d0比采用M12螺栓时更小,在Ld≥1.6d0后承载力提高幅度就明显下降,如采用M12螺栓可获得更大的承载上限。

3)建议的承载力计算方法考虑了Ld、Lz对构件受拉承载力的作用,具有较好的精度,可用于Ld =(1.0~3.0)d0范围内单螺栓单剪连接的热轧角钢构件,为工程实践提供参考。

来源：杨隆宇，张睿.单螺栓单剪连接角钢受拉承载力调整系数[J].钢结构(中英文),2021,37(1):39-45.

doi: 10.13206/j.gjgS21053001

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单角钢长细比

一、规格型号：

1、20×20×3mm。

2、25×25×3mm。

3、30×30×3mm。

4、40×40×4mm。

5、50×50×5mm。

6、60×60×6mm。

7、75×75×8mm。

8、80×80×8mm。

9、100×100×10mm。

10、120×120×12mm。

二、重量表（单位：千克）：

1、20×20×3mm角钢的重量约为0.889千克/米。

2、25×25×3mm角钢的重量约为1.146千克/米。

3、30×30×3mm角钢的重量约为1.373千克/米。

4、40×40×4mm角钢的重量约为2.422千克/米。

5、50×50×5mm角钢的重量约为3.853千克/米。

6、60×60×6mm角钢的重量约为5.398千克/米。

7、75×75×8mm角钢的重量约为8.482千克/米。

8、80×80×8mm角钢的重量约为9.658千克/米。

9、100×100×10mm角钢的重量约为14.9千克/米。

10、120×120×12mm角钢的重量约为21.6千克/米。

单角钢计算长度总结

角钢表示方法：1、以边宽×边宽×边厚的毫米数表示。如“∠30×30×3”，即表示边宽为30毫米、边厚为3毫米的等边角钢。2、也可用型号表示，型号是边宽的厘米数，如∠3#。角钢简介：角钢俗称角铁、是两边互相垂直成角形的长条钢材。有等边角钢和不等边角钢之分。等边角钢的两个边宽相等。型号不表示同一型号中不同边厚的尺寸，因而在合同等单据上将角钢的边宽、边厚尺寸填写齐全，避免单独用型号表示。热轧等边角钢的规格为2#-20#。角钢可按结构的不同需要组成各种不同的受力构件，也可作构件之间的连接件。广泛地用于各种建筑结构和工程结构，如房梁、桥梁、输电塔、起重运输机械、船舶、工业炉、反应塔、容器架以及仓库。