钢结构的连接课件.ppt

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1、3.7普通螺栓的工作性能和计算普通螺栓按受力情况可分为：螺栓只承受剪力螺栓只承受拉力螺栓承受剪力和拉力的共同作用剪力螺栓拉力螺栓3.7.1普通螺栓的抗剪连接1.抗剪连接的工作性能螺栓安装拧紧后，在工作荷载的作用下，被夹紧的板件相对滑动，在相反的方向螺杆靠紧孔壁，导致螺杆受剪切作用，孔壁受压力作用，直至螺杆剪断或孔壁受压破坏。连接工作的四个阶段：摩擦传力的弹性阶段滑移阶段栓杆直接传力的弹性阶段弹塑性阶段抗剪螺栓连接的受力性能曲线连接的破坏形式（1）螺栓剪断（板较厚，螺栓较细）（2）钢板孔壁挤压破坏（板

2、较薄，螺栓较粗）（3）钢板拉断（板开孔，截面削弱）（4）钢板冲剪破坏（螺栓端距过小）（5）螺栓弯曲破坏（板过厚，螺栓细长）防止破坏的措施：(1)(2)通过螺栓计算解决；(3)通过构件强度计算解决；(4)通过螺栓端距大于等于2do保证，(do为栓孔直径）；(5)通过栓杆长度小于等于5d保证，(d为螺栓直径)。2.单个普通螺栓抗剪连接的承载力考虑两种情况：栓杆受剪孔壁承压单个螺栓抗剪承载力设计值受剪面数单剪nv=1双剪nv=2四剪nv=4螺杆直径公式条件：各剪面上剪应力均匀分布螺栓抗剪强度设计值单剪面双

3、剪面四剪面单个螺栓承压承载力设计值同一受力方向的承压构件总厚度的较小值螺栓承压强度设计值单个抗剪螺栓的设计承载力一个螺栓所受剪力验算（1）螺栓群轴心受剪弹性阶段受力状态l1塑性阶段受力状态当时：3.普通螺栓群抗剪连接计算当时：（2）螺栓群偏心受剪(受剪力V、轴力N、扭矩T作用)431211r11剪力V轴力N11r11假定被连接件是绝对刚性体，而螺栓则是弹性体;连接板绕螺栓群形心旋转。各螺栓所受剪力大小与该螺栓至形心距离ri成正比，其方向与连线ri垂直。4312扭矩T作用下：431211r11扭矩T螺

4、栓所受的最大剪力：431211r11【例3.7】设计图3.55所示的普通螺栓连接。柱翼缘厚度为10mm,连接板厚度为8mm，钢材为Q235-B，荷载设计值F=150kN,偏心距e=250mm,采用粗制螺栓M22。［分析］采用计算【解】（1）计算螺栓1所受剪力（2）计算单个螺栓的设计承载力螺栓抗剪构件承压所以螺栓强度符合要求。（3）强度验算3.7.2普通螺栓的抗拉连接1.单个螺栓的抗拉承载力螺杆净截面达到设计承载力而被拉断——由计算控制螺纹滑牙破坏——由构造控制受拉螺栓的破坏模式单个螺栓的抗拉承载力设

5、计值螺栓有效直径螺栓抗拉设计强度考虑撬力的影响抗拉验算一个螺栓所受的拉力产生撬力的原因——T形连接件刚度不足，水平肢有较大变形对螺栓受力影响——使螺栓拉力增大螺栓拉力:Nt=N+Q(刚度越小，Q越大)减小撬力的措施——增强T形连接件刚度，如：加大厚度或增设加劲肋2.普通螺栓群轴心受拉当外力通过螺栓群形心时，假定每个螺栓所受的拉力相等，因此连接所需螺栓数目为：——单个螺栓的抗拉承载力设计值3.普通螺栓群弯矩受拉实际计算时，近似取中和轴位于最下排螺栓O处连接绕底排螺栓轴线O转动顶排螺栓受力最大：第i排螺

6、栓的拉力：对O处水平轴列弯矩平衡方程：4.普通螺栓群偏心受拉（受N和M作用）小偏心受拉：M较小，连接绕螺栓群形心轴o转动大偏心受拉：M较大，连接绕底排螺栓轴线o’转动例题3.8设图为一刚接屋架下弦节点，竖向力由承托承受。螺栓为C级,只承受偏心拉力。设N=250kN,e=100mm。螺栓布置如图所示。设计该连接。【解】螺栓有效截面的核心距：即偏心力作用在核心距以内，最小偏心受拉，应由式（3.55a）计算需要的有效面积采用M20螺栓，满足要求。3.7.3普通螺栓受剪力和拉力的联合作用受剪力和拉力联合作用

7、的承载力验算同时满足单个螺栓受剪承载力设计值一个螺栓受的剪力螺栓所受最大拉力按前述方法计算单个螺栓受拉承载力设计值单个螺栓承压承载力设计值一个螺栓受的剪力【例3.10】设图为短横梁与柱翼缘的连接，螺栓为C级，梁端竖板下有承托。V=250kN,e=100mm,钢材为Q235-B，手工焊，焊条E43型，按考虑承托传递全部剪力V和不承受V两种情况设计此连接。【解】(1)承托传递全部剪力螺栓群只承受单个螺栓的抗拉承载力设计值：螺栓的最大拉力：设承托与柱翼缘连接角焊缝为两面侧焊，取焊接应力：式中常数1.35是

8、考虑剪力v对承托与翼柱连接角焊缝的偏心影响。设螺栓为M20，单个螺栓的最大拉力：单个螺栓的剪力：拉力和剪力联合作用下：单个螺栓承载力设计值为：（2）不考虑承托承受剪力,螺栓群同时承受剪力和弯矩作用3.8高强度螺栓的工作性能和计算3.8.1高强度螺栓的工作性能外力N预拉力P挤压力Q摩擦力F拧紧螺母产生预拉力高强度螺栓与普通螺栓的比较高强度螺栓普通螺栓材料材质好，强度高材质一般，强度低传力方式主要依靠连接板件摩擦传力螺栓直接传力变形连接变形小，螺栓不易松动连接变形大，螺栓