第章钢结构的连接例题ppt课件.ppt

第三章钢结构连接土木工程专业本科 例3 11 设计两块钢板用普通螺栓的盖板拼接 已知轴心拉力的设计值N 325kN 钢材为Q235A 螺栓直径d 20mm 粗制螺栓 例3 11图 螺栓最大最小允许距离 解 单个螺栓的承载力设计值 由附表1 3可知 抗剪承载力设计值 承压承载力设计值 连接一侧所需螺栓数 例3 12 设计图 a 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Q235B 荷载设计值F 150kN 偏心矩e 250mm 粗制螺栓M22 例3 12图 解 螺栓直径d 22mm 单个螺栓的设计承载力为 螺栓抗剪 构件承压 例3 13 牛腿用C级普通螺栓以及承托与柱连接 如下图 承受竖向荷载 设计值 F 220kN 偏心距e 200mm 试设计其螺栓连接 已知构件和螺栓均用Q235钢材 螺栓为M20 孔径21 5mm 例3 13图 解 牛腿的剪力V F 220kN由端板刨平顶紧于承托传递 弯矩由螺栓连接传递 使螺栓受拉 初步假定螺栓布置如图3 63 对最下排螺栓O轴取矩 最大受力螺栓 最上排螺栓1 的拉力为 单个螺栓的抗拉承载力设计值为 所假定螺栓连接满足设计要求 确定采用 例3 14 下图为一刚接屋架支座节点 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 a 所示 例3 14图 解 螺栓有效截面的核心距 即偏心力作用在核心距以内 属小偏心受拉 图 c 应由下式计算 需要的有效面积 采用M20螺栓 解 由于e 200mm 117mm 应按大偏心受拉计算螺栓的最大拉应力 假设螺栓直径为M22 查附表8 1知 并假定中和轴在上面第一排螺栓处 则以下螺栓均为受拉螺栓 图 d 由下式计算 需要的螺栓有效面积 例3 15 同例3 14 但取e 200mm 例3 16 设下图为短横梁与柱翼缘的连接 剪力V 250kN e 120mm 螺栓为C级 梁端竖板下有承托 钢材为Q235B 手工焊 焊条E43型 试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 例3 16图 解 1 由附表1 2和附表1 3可知 承托传递全部剪力V 250kN 螺栓群只承受由偏心力引起的弯矩 按弹性设计法 可假定螺栓群旋转中心在弯矩指向的最下排螺栓的轴线上 设螺栓为M20 则受拉螺栓数连接中为双列螺栓 用m表示 一个螺栓的抗拉承载力设计值为 螺栓的最大拉力 设承托与柱翼缘连接角焊缝为两面侧焊 并取焊脚尺寸 焊缝应力为 式中的常数1 35是考虑剪力V对承托与柱翼缘连接角焊缝的偏心影响 2 不考虑承托承受剪力V 螺栓群同时承受剪力V 250kN和弯矩M 30kN m作用 单个螺栓承载力设计值为 单个螺栓的最大拉力 单个螺栓的剪力 剪力和拉力联合作用下 例3 17 试设计一双盖板拼接的钢板连接 钢材Q235B 高强度螺栓为8 8级的M20 连接处构件接触面用喷砂处理 作用在螺栓群形心处的轴心拉力设计值N 800kN 试设计此连接 例3 17图 所需螺栓数 螺栓排列如图右边所示 2 采用承压型连接时由附表1 3可知 单个螺栓的承载力设计值 则所需螺栓数 螺栓排列如图左边所示 例3 18 下图所示高强度螺栓摩擦型连接 被连接构件的钢材为Q235B 螺栓为10 9级 直径20mm 接触面采用喷砂处理 图中内力均为设计值 试验算此连接的承载力 例3 18图 解 由表3 9和表3 8查得抗滑移系数 预拉力P 155kN 单个螺栓的最大拉力 连接的受剪承载力设计值应按式 3 64 计算 按比例关系可求得 故有 验算受剪承载力设计值 例3 19 如图3 76所示 某节点端板 t 16mm 连接与共型柱翼缘 t 16mm 钢材为Q235B 连接用高强度螺栓为10 9级摩擦型 4M22 单个 摩擦面喷砂丸处理 抗滑移系数0 45 节点中心受水平设计拉力 斜向设计拉力 此节点按GB50017 2003中规范公式计算的抗拉 抗剪实际受力与承载力比值之和最接近下列何项数值 A 1 0 B 1 021 C 0 828 D 0 743 例3 19图 解 由表3 8可查得每个10 9级的M22高强度螺栓的预拉力P 190kN 按式 3 57 故选 B 由计算结果知道 该连接在剪力和拉力共同作用下的承载能力略显不足 应考虑加大螺栓直径或增加螺栓数量 例3 20 同上题条件 但改为高强度螺栓承压型连接 接触面仅要求清污除锈 考虑在螺纹处有受剪可能 按式 3 58 同时受剪受拉计算 其值为 再按式 3 59 计算 结果 A 1 不合格 B