钢结构的连接4ppt课件.ppt

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 螺栓抗剪强度设计值 单剪面 双剪面 四剪面 单个抗剪螺栓的设计承载力 1 螺栓群轴心受剪 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 43 12 1 1 r1 1 1 1 r1 1 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 43 12 扭矩T作用下 43 12 1 1 r1 1 扭矩T 螺栓所受的最大剪力 43 12 1 1 r1 1 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计值 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 高强度螺栓与普通螺栓的比较 按受力状况分类 按材质分类 3 8 2摩擦型连接高强度螺栓承载力 1 摩擦型高强度螺栓的抗剪承载力 单个螺栓的抗剪承载力设计值 螺栓群抗剪验算与普通螺栓的计算一样 不同处为单个螺栓的承载力按下式计算 2 摩擦型高强度螺栓抗拉承载力 1 摩擦型高强度螺栓群轴心受拉 连接所需螺栓数目为 2 摩擦型高强度螺栓群偏心受拉 M N作用 按普通螺栓小偏拉计算 3 摩擦型高强度螺栓连接同时受剪力 拉力 M N V 作用 单个螺栓抗剪承载力设计值为 M N作用下 V作用下 取 3 8 3承压型高强度螺栓连接承载力 承压型连接高强度螺栓的承载力设计值 受剪 螺杆抗剪孔壁承压受拉 螺杆抗拉 1 计算方法 与普通精制螺栓 A B级 相同 但材料强度参数不同 参见螺栓连接强度设计值表 2 典型连接节点的验算方法 与普通精制螺栓 A B级 相同 例3 12 图3 67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 试验算此连接承载力 图中内力为设计值 解 一个螺栓的最大拉力 1 在M N作用下 按比例关系可得 故有 验算受剪承载力设计值 连接的受剪承载力设计值按式 3 64 计算 2 在V作用下 9 混合连接 在一个接头连接中 当同时采用两种连接方式时 这种连接就称为混合连接 常用的有 栓 焊连接高强度螺栓与铆钉连接 螺栓间距为10