对于承压型螺栓连接（依靠螺栓抗剪和螺杆与孔壁承压以传递剪力而将构件、部件或板件连成整体的连接方式），或失效的摩擦型连接（依靠高强度螺栓的预紧，在被连接件间产生摩擦阻力以传递剪力而将构件、部件或板件连成整体的连接方式）在横向载荷作用下，接触面之间出现相对滑移，螺杆与孔壁之间发生接触并相互挤压，如图1所示。为保障螺栓连接的安全性和可靠性，需控制孔壁的挤压应力，使其不超过连接件的挤压强度，确保不存在发生挤压破坏的风险。本文将讨论螺栓连接安全评估指标——被连接件挤压强度安全系数。被连接件挤压强度安全系数作为螺栓连接的一项评估指标，要求被连接件应具有足够的挤压强度。该指标主要用于评估在发生界面滑移的情况下被连接件是否存在挤压破坏的风险。被连接件挤压强度安全系数的定义及评估准则表述如下：这里，Sbs为被连接件挤压强度安全系数，σbszul为被连接件的等效挤压强度，σBearmax为孔壁受到的最大挤压应力，Sbslim为被连接件挤压强度安全系数限值，通常有Sbslim = 1.25。式中FSQmax为螺栓受到的最大剪力。Abs为螺栓的挤压面投影面积，对于圆截面，挤压面投影面积可表示为：螺栓最大剪力的计算应考虑横向工作载荷与接触面抗滑移阻力之间的定量关系，螺栓的最大剪力可表示为：式中，FQmax为螺栓连接的最大横向工作载荷，fKRmin为该接触面的最小抗滑移阻力，且有：这里，fKRmin为接触面的最小滑移阻力，ks为螺栓孔型系数，μTC为接触面之间的静态抗滑移系数，FKRmin为被连接件之间的最小夹紧力，可表示为：其中，FMmin为最小螺栓预紧力，Floss为螺栓预紧力损失，Φen*为载荷分配系数，FAmax为最大轴向工作载荷，ΔFVth为温度变化引起的夹紧力变化，这里只取正值。由于fKRmin为抗滑移阻力，当抗滑移阻力大于横向工作载荷时，接触面之间不会产生相对滑移，该抗滑移系数取静态抗滑移系数，且螺栓受到的剪力为零；当抗滑移阻力小于横向工作载荷时，接触面之间将产生相对滑移，此时抗滑移系数取动态滑移系数。螺栓受到的最大剪力可表示为：当接触面的夹紧力FKRmin为零时，对应于螺栓预紧力完全损失或承压型螺栓连接的场景。此时，螺栓受到的剪力为螺栓接头的横向工作载荷，即：被连接件的等效挤压强度不仅与材料性质有关，还与螺栓孔大小及螺栓排布有关。1）对于单排的螺栓排布，如图3-1所示，等效挤压强度可表示为：式中kh为螺栓孔型系数，σbs为被连接件材料的挤压强度。对于满足GB 5277的标准圆孔，kh=1.0；对于大圆孔，kh=0.8；对于长圆孔，若长圆孔纵向与载荷方向垂直时，kh=0.6；若长圆孔纵向与载荷方向平行，按圆孔处理。对于常用的塑性金属材料，挤压强度约是其抗拉强度的1.5-2.5倍；对于脆性材料，挤压强度约是其抗拉强度的0.9-1.5倍。EN 1993-1-8中提供的计算公式为：2）对于多排的螺栓排布，如图3-2所示，等效挤压强度可表示为：式中kh为螺栓孔型系数；k1为螺栓纵向（沿载荷方向）排布系数；k2为螺栓横向（垂直载荷方向）排布系数，Rm为被连接件最小抗拉强度。式中RmS为螺栓的最小抗拉强度；αd为端部系数，有：式中d0为螺栓孔直径；e1和e2为孔端距，p1和p2为孔间距，如图3-2所示。被连接件挤压强度安全系数和螺栓剪切强度安全系数均适用于接触面出现滑移的情况，螺栓本身需要承受来自外部的横向剪切载荷。在此情景下，一方面螺栓应具有足够的剪切强度，避免螺栓被剪断；另一方面被连接件应具有足够的挤压强度，避免孔壁发生挤压变形。对于松螺栓连接、承压型螺栓连接或过载的摩擦型螺栓连接，尤其是被连接件的强度较低或螺栓孔较密的情况，应评估被连接件的挤压强度安全系数。
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