《普通螺栓连接计算》PPT课件.pptVIP

3 7普通螺栓连接的工作性能和计算 螺栓连接按受力形式可分为三类 A只受剪力 B只受拉力 C剪力和拉力共同作用 抗剪连接 板件之间有相对错动的趋势 抗拉连接 板件之间有相互脱开的趋势 拉剪共同作用 3 7 1普通螺栓抗剪连接 一 抗剪连接的工作性能对图示连接做抗剪试验 可a b两点相对位移 和作用力N的关系曲线 a 摩擦传力的弹性阶段 0 1段 b 相对滑移阶段 1 2 c 栓杆直接传力的弹性阶段 2 3 d 弹塑性阶段 3 抗剪螺栓计算极限状态的确定 a 普通螺栓连接 以4点作为承载力的极限 b 摩擦型高强度螺栓连接 以1点 c 承压型 以4点 普通螺栓和承压型高强度螺栓抗剪连接的破坏形式 栓杆被剪断 板件被挤压破坏 构件净截面被拉断破坏 构件端部被冲剪破坏 有四种可能的破坏形式 设计方法 对后一种破坏形式 规范是通过采取构造措施的方法来防止的 即要求 端距 对前三种破坏形式 通过计算来防止 净截面抗拉 一个螺栓抗剪承载力 剪切面数 螺栓直径 螺栓抗剪设计强度 二 单个抗剪普通螺栓的承载力 剪切面数目nv 一个螺栓的承压承载力 栓杆直径 同一受力方向承压构件的较小总厚度 螺栓承压设计强度 t取2t1和t2中较小者 抗剪螺栓的单栓承载力 取决于螺栓杆受剪和孔壁承压 一个抗剪螺栓的承载力 抗剪承载力 承压承载力 三 普通螺栓群抗剪连接计算 1 普通螺栓群受轴心力作用 栓群在轴力作用下 各个螺栓的内力沿栓群长度方向不均 两端大 中间小 设计时 当l1 15d0 d0为孔径 时 假定N有各螺栓均担 所以 连接所需螺栓数为 当l1 15d0 d0为孔径 时 由试验可得连接的抗剪强度折减系数 与l1 d0的关系曲线 l1 受力方向连接的长度 故 连接一侧所需螺栓个数 2 普通螺栓群受偏心力作用 V作用下每个螺栓受力 1 T作用下连接按弹性设计 其假定为 1 连接板件绝对刚性 螺栓为弹性 2 T作用下连接板件绕栓群形心转动 各螺栓剪力与其至形心距离成正比 方向与ri垂直 显然 T作用下 1 号螺栓所受剪力最大 r1最大 由假定 2 得 由式3 39得 由力的平衡条件得 x N1T N1xT N1yT r1 1 x y N1T N1xT N1yT r1 1 将式3 40代入式3 38得 将N1T沿坐标轴分解得 由此可得螺栓1的强度验算公式为 当螺栓布置比较狭长 如y1 3x1 时 可如下简化计算 令 xi 0 则N1yT 0 3 螺栓群受扭矩 剪力 轴力共同作用 1 将荷载向螺栓群形心简化 2 分析每一种力作用下螺栓的受力情况 3 确定受力最不利螺栓 4 计算该螺栓的受力 设计时 先按构造要求布置螺栓 验算最危险螺栓强度 若不满足可调整螺栓直径或螺栓数量 一 普通螺栓抗拉连接的工作性能 3 7 2普通螺栓的抗拉连接 抗拉螺栓连接在外力作用下 以螺栓杆被拉断为其破坏形式 二 单个普通螺栓的抗拉承载力 式中 Ae 螺栓的有效截面面积 de 螺栓的有效直径 ftb 螺栓的抗拉强度设计值 公式的两点说明 1 螺栓的有效截面面积因栓杆上的螺纹为斜方向的 所以公式取的是有效直径de而不是净直径dn 现行国家标准取 查表 2 螺栓垂直连接件的刚度对螺栓抗拉承载力的影响 连接件刚度越小撬力越大规范采取简化方法予以考虑 ftb 0 8ff 螺栓钢材的抗拉强度设计值 连接板件发生变形 螺杆中的拉力增加 撬力Q 且弯曲 B 在构造上可以通过加强连接件刚度的方法 来减小甚至消除杠杆作用引起的撬力 如设加劲肋 三 普通螺栓群受轴心拉力 一般假定每个螺栓均匀受力 因此 连接所需的螺栓数为 四 普通螺栓群受弯矩作用 M作用下螺栓连接按弹性设计 其假定为 1 连接板件绝对刚性 螺栓为弹性 2 螺栓群的中和轴位于最下排螺栓的形心处 旋转中心为O 各螺栓所受拉力与其至中和轴的距离成正比 O 显然 1 号螺栓在M作用下所受拉力最大 由力学及假定可得 由式3 52得 将式3 54代入式3 53得 因此 设计时只要满足下式 即可 是近似算法 不满足平衡条件 实际受力情况如图 忽略了压力产生的弯矩 五 普通螺栓群受偏心拉力 A 偏心距较小 即 或 yi 各螺栓到O点的距离e 外力到O点的距离 B 偏心距较大时 即 或当按O点计算 yi 各螺栓到O 点的距离e 外力到O 点的距离 3 7 3普通螺栓受拉力 剪力联合作用 因此 2 兼受剪力和拉力的螺杆 由试验知 其承载力无量纲关系曲线近似为一 四分之一圆 1 在拉 剪共同作用下 普通螺栓的破坏形式 螺杆受剪兼受拉破坏 孔壁的承压破坏 3 计算时 假定剪力由螺栓群均匀承担 拉力由受力情况确定 规范规定 普通螺栓拉 剪联合作用为了防止螺杆受剪兼受拉破坏 应满足 为了防止孔壁的承压破坏 应满足