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时间:2021-04-13
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1、第五节普通螺栓连接的构造与计算一、普通螺栓连接的构造1、分类表3-5普通螺栓的分类类别加工精度抗剪性能成本使用范围精制(A、B)级高,栓径与孔径之差为0.5~0.8mm,I类孔高高1)构件精度很高的结构,机械结构;2)连接点仅用一个螺栓或有模具套钻的多个螺栓连接的可调节杆件(柔性杆)粗制(C级)较低,栓径与孔径之差为1~1.5mm较低低1)抗拉连接;2)静力荷载下抗剪连接;3)加防松措施后受风振作用抗剪;4)可拆卸连接;5)安装螺栓;6)与抗剪支托配合抗拉剪联合作用注:A级用于M24以下,B级用于M24以上。2、螺栓的排列和构造要求
2、(1)受力要求:a)端距限制——防止孔端钢板剪断,≥2d0;b)螺孔中距限制(2)构造要求:防止板翘曲后浸入潮气而腐蚀,限制螺孔中矩最大值;(3)施工要求:为便于拧紧螺栓,留适当间距(不同的工具有不同要求)。3、螺栓排列方式图4-20螺栓排列方式4、螺栓的工作性能按受力性能分为:剪力螺栓和拉力螺栓。剪力螺栓靠孔壁承压、螺杆抗剪传力,拉力螺栓靠螺栓受拉,有时普通螺栓同时受剪、受拉。5、剪力螺栓受力情况图4-21剪力螺栓受力情况剪力螺栓受力后,当外力不大时,由构件间的摩擦力来传递外力。当外力增大超过极限摩擦力后,构件间相对滑移,螺杆开始
3、接触构件的孔壁而受剪,孔壁则受压。当连接处于弹性阶段,螺栓群中的各螺栓受力不等,两端大,中间小;当外力继续增大,达到塑性阶段时,各螺栓承担的荷载逐渐接近,最后趋于相等直到破坏。6、螺栓破坏形式a)螺栓剪断b)钢板孔壁挤压破坏c)钢板由于螺孔削弱而净截面拉断d)钢板因螺孔端距或螺孔中距太小而剪坏e)螺杆因太长或螺孔大于螺杆直径而产生弯、剪破坏f)螺栓双剪破坏(2)拉力螺栓一般表现为拉断。(1)剪力螺栓二、普通螺栓连接的计算1.螺栓的承载力(1)剪力螺栓图4-22剪力螺栓每个普通螺栓的抗剪承载力:每个普通螺栓的承压承载力:式中:nv——
4、受剪面数d——螺杆直径——同一方向承压构件较小总厚度;、——螺栓抗剪、抗压强度设计值。(2)拉力螺栓抗拉承载力:式中:de——螺纹处有效直径;——抗拉强度设计值。(3)同时承受剪力和杆轴方向拉力的螺栓式中:Nv、Nt——每个普通螺栓所承受的剪力、拉力;——每个普通螺栓抗剪、抗拉和承压承载力设计值。2.螺栓群的计算(1)剪力螺栓群受力通过形心时的计算a)所需螺栓数目(抗剪)——一个螺栓抗剪承载力设计值。为折减系数,与构件节点一端沿受力方向连接长度l1有关,当时,;当时,;当时,。b)净截面强度验算:式中:f——连接板材料设计强度;An
5、——节点板净截面积。c)当螺栓并列布置时,图4-23轴向受力作用的剪力螺栓当螺栓错列布置时,构件有可能沿I-I或II-II截面破坏。II-II截面的净截面积可近似地取为取I-I、II-II净截面的较小者来验算钢板净截面强度。(2)剪力螺栓群在扭矩、剪力和轴力共同作用下的计算图4-24螺栓群在T、V和N共同作用下的计算螺栓群中受力最大的螺栓在T、V、N作用下的合力为:其中:若仅有T,则相当于剪力螺栓群受扭。如果x1>3y1,则可假定y=0;反之,如果y1>3x1,则可假定x=0。(3)拉力螺栓群计算(螺栓群受拉、弯,剪力用抗剪块或支托
6、抵抗)先判断螺栓群中在M、N共同作用下受拉最小或受压的螺栓的受力情况,即图4-25拉力螺栓群计算a)当Nmin≥0,则表示该排螺栓受拉,螺栓群绕形心轴旋转,受拉力最大的螺栓要求满足:b)当Nmin<0时,螺栓群绕该排受压螺栓旋转,受拉力最大的螺栓要求满足:式中:——各螺栓到受压排螺栓处的距离;e——N到受压排螺栓处的距离。(4)剪、拉螺栓群计算(剪力由螺栓抗剪承受,无抗剪块)及式中:n——螺栓数;V——剪力;Ntmax计算同上述Nmax。
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