钢结构A.钢结构的连接普通螺栓PPT课件

精品课件 1 螺栓的种类 普通螺栓 六角头 Q235钢制造 分为精制螺栓 粗制螺栓 精制螺栓 A B级 加工精度高 栓径与孔径之差为0 5 0 8mm I类孔 其抗剪性能好 但成本较高 材料性能等级为5 6S 8 8S A级d 24mm B级d 24mm 粗制螺栓 C级 加工精度低 栓径与孔径之差为1 1 5mm II类孔 其抗剪性能较差 但成本较低 材料性能等级为4 6S 4 8S 注 4 6级 4 6S 4表示螺栓抗拉强度为400MPa 6表示屈服强度与抗拉强度之比 高强螺栓 中碳钢或合金钢经热处理 淬火并回火 强度较高 材料性能等级为8 8S和10 9S 材质一般为45号钢 20MnTiB 40B 分为高强螺栓摩擦型连接和高强螺栓承压型连接 螺栓连接的构造和计算 精品课件 2 螺栓孔的类别I类孔 在装配好的构件上按设计孔径钻成 在单个构件上分别用钻模按设计孔径钻成 在单个构件上先钻成或冲成较小孔径 装配好后再扩钻至设计孔径 II类孔 在单个的构件上一次冲成或不用钻模钻成设计孔径 精制螺栓连接要求I类孔 孔径比栓径大0 5 0 8mm 粗制螺栓连接可用II类孔 孔径比栓径大1 0 1 5mm 高强螺栓孔应采用钻成孔 不能为冲成孔 摩擦型高强螺栓孔径比栓径大1 5 2 0mm 承压型高强螺栓孔比栓径大1 0 1 5mm 常用螺栓直径 M16 M18 M20 M22 M24 M27 M30mm 精品课件 3 精品课件 4 螺栓排列 1 最小容许距离中距s 3d0确定原则 在垂直于受力方向 保证钢材净截面抗拉强度大于或等于螺栓孔壁钢材的承压强度 在顺受力方向 保证孔间钢材净截面抗剪强度大于或等于螺栓孔壁的承压强度 端距s 2d0确定原则 保证端部钢材的抗剪强度大于等于螺栓孔壁钢材的承压强度 边距轧制边s 1 2d0 切割边s 1 5d0 考虑切割尺寸误差 确定原则 保证净截面抗拉强度大于或等于毛截面的屈服强度 精品课件 5 2 最大容许距离中距受压时s 12d0或18t 保证不失稳 受拉时s 16d0或24t 保证钢材间紧密贴合 防止潮气侵入引起锈蚀 外排s 8d0或12t端距 边距s 4d0或8t3 排列方式并列布置 紧凑 整齐 简单 接头尺寸小错列布置 松散 接头尺寸大 但可减少螺栓孔对截面的削弱程度 精品课件 6 为了保证连接的可靠性 每个杆件的节点或拼接接头一端不宜少于两个永久螺栓 螺栓的其它构造要求 直接承受动荷载的普通螺栓连接应采用双螺帽 或其他措施以防螺帽松动 C级螺栓宜用于沿杆轴方向的受拉连接 以下情况可用于抗剪连接 承受静载或间接动载的次要连接 承受静载的可拆卸结构连接 临时固定构件的安装连接 型钢构件拼接采用高强螺栓连接时 为保证接触面紧密 应采用钢板而不能采用型钢作为拼接件 精品课件 7 3 7普通螺栓连接的性能和计算 普通螺栓连接 精品课件 8 抗剪连接 板件之间有相互错动的趋势抗拉连接 板件之间有相互脱开的趋势 抗剪连接与抗拉连接 精品课件 9 普通螺栓的受剪连接 1受剪螺栓的工作性能及破坏形式 四个阶段 摩擦传力0 1 滑移阶段1 2栓杆传力2 3 破坏3以后 精品课件 10 剪力螺栓破坏的5种形式 精品课件 11 抗剪承载力设计值 nv 受剪面数目 单剪nv 1 0 双剪nv 2 0 四剪nv 4 0 d 螺栓杆直径 N N 2 单个普通螺栓抗剪连接的承载力 N 2 N N 2 抗剪螺栓连接 精品课件 12 单个螺栓承载力设计值 承压承载力设计值 t 同一受力方向承压板较小总厚度 N 2 N 2 N 螺栓承压 精品课件 13 精品课件 14 3普通螺栓群受剪连接计算 精品课件 15 1 普通螺栓群轴心受剪 所需螺栓数目假定所有螺栓受力相等 沿受力方向螺栓中心间的总距离l1 15d0 孔径 时 螺栓受力不均匀 端部螺栓受力最大 先破坏 然后依次向内逐个破坏 解纽扣现象 规范对此予以折减 当l1 15d0时当l1 60d0时当采用搭接或拼接板的单面连接传递轴心力 考虑偏心影响 应将螺栓数目按计算增加10 精品课件 16 被螺栓孔削弱的构件净截面强度验算 并列 图3 53a 错列 图3 53b 正截面 齿形截面 为折线长度 精品课件 17 例 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 精品课件 18 受剪承载力设计值 承压承载力设计值 一侧所需螺栓数n 取8个 解 精品课件 19 精品课件 20 精品课件 21 螺栓群在扭矩作用下的抗剪计算基本假定 被连接构件是绝对刚性的 而螺栓则是弹性的 各螺栓绕螺栓群形心o旋转 其受力大小与其至螺栓群形心o的距离r成正比 力的方向与其至螺栓群形心的连线相垂直 2 普通螺栓群受扭 精品课件 22 平衡条件 根据螺栓受力大小与其至形心o的距离r成正比条件 得 精品课件 23 3 普通螺栓群偏心受剪 同时受剪和受扭 由扭矩T F e引起的剪力 由轴心力F引起的剪力 精品课件 24 4 普通螺栓群在扭矩 剪力 轴心力作用下的抗剪计算 在扭矩作用下 螺栓1受力 在剪力V和轴心力N作用下 螺栓均匀受力 则螺栓1承受的最大剪力N1应满足 例题3 7 精品课件 25 工作性能 连接角钢刚度大时 连接角钢刚度小时 设计时不计算撬力 降低螺栓的强度 3 7 2普通螺栓的抗拉连接 受拉螺栓的撬力 T形连接中螺栓受拉 取 a b 精品课件 26 2 单个螺栓的承载力 轴心受拉 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 精品课件 27 精品课件 28 3 普通螺栓群抗拉的计算 轴心受力时 假定各螺栓均匀受拉 倾斜受力时 通常由承托板分担竖向分力 1 轴心受拉 承托板与柱翼缘角焊缝连接 精品课件 29 2 螺栓群受弯矩 精品课件 30 受力特点 螺栓间距很大 中距 3d0 受拉螺栓只是孤立的几个螺栓点 而钢板受压区则是宽度较大的实体矩形面积 中和轴通常在最下排螺栓之下的某个位置 负弯矩情况 因此 实际计算时可近似并偏安全地取中和轴位于最下排螺栓O处 即认为连接变形为绕O处水平轴转动 螺栓拉力与O点算起的纵坐标yi成正比 弯矩方程中 忽略端板受压区的影响 螺栓i的拉力最大拉力 精品课件 31 3 螺栓群偏心受拉 偏心较小 即弯矩较小 全部螺栓受拉 偏心较大 即弯矩较大 在端板底部将出现受压区 大小偏心判别 精品课件 32 偏心较小 偏心较大中和轴位于最下排螺栓O 处 精品课件 33 例 设图3 70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3 70 a 所示 图3 70 精品课件 34 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3 70 c 解 需要的有效面积 采用M20螺栓 精品课件 35 同上题 但取e 200mm 由于e 200mm