1. 关键设计参数
剪力杆的设计需根据受力大小、环境条件及安全系数确定核心参数,主要包括:
截面尺寸:需通过 “抗剪强度验算” 确定,公式为:
τ = V / A ≤ [τ](其中τ为实际剪应力,V为剪力设计值,A为剪力杆截面面积,[τ]为材料许用剪应力)。例如,45 号钢的许用剪应力约为 120-150MPa,若承受 100kN 剪力,需截面面积≥667mm²(取[τ]=150MPa),对应圆钢直径≥29mm(选 φ30mm)。长度与间距:建筑中的斜向剪力杆长度需匹配梁柱节点尺寸,确保两端可靠连接;阵列布置的剪力杆(如钢箱梁内部)间距需根据 “剪切流” 计算,避免局部应力集中,通常间距为 200-500mm。
连接方式:焊接连接需验算焊缝抗剪强度(焊缝许用剪应力通常为材料的 0.6-0.8 倍);螺栓连接需验算螺栓剪切面数量(单剪面 / 双剪面)及预紧力,防止松动。
2. 常用材料
材料选择需兼顾强度要求、环境适应性(如腐蚀、温度)及成本,主流材料及适配性如下:
碳素结构钢(如 Q235、45 号钢):适用于常温、无腐蚀的普通场景(如建筑框架、机械低速传动部件),Q235 钢抗拉强度≥375MPa,45 号钢(调质处理)抗拉强度≥600MPa,成本低、加工性好。
合金结构钢(如 40Cr、35CrMo):适用于高剪力、高应力场景(如桥梁剪力杆、机械重载剪切销),40Cr 钢调质后许用剪应力≥200MPa,35CrMo 钢耐疲劳性好,可承受交变剪力(如车辆制动力反复作用)。
不锈钢(如 304、316L):适用于潮湿、腐蚀环境(如海洋环境桥梁、化工机械),304 不锈钢许用剪应力约 80-100MPa,316L 耐腐蚀性更强(可耐受海水、酸碱介质),但成本较高。
高强度混凝土(配钢筋):建筑剪力墙中的暗剪力杆多采用 “钢筋 + 混凝土” 组合,钢筋为 HRB400(抗拉强度≥400MPa),混凝土强度等级≥C30,通过钢筋与混凝土的握裹力传递剪力,适用于大截面墙体。




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