三钢结构连接螺栓连接PPT学习教案

1、会计学1 三钢结构连接螺栓连接三钢结构连接螺栓连接 抗剪连接抗拉连接 抗剪连接抗剪连接板件之间有板件之间有相互错动相互错动的趋势的趋势 抗拉连接抗拉连接板件之间有板件之间有相互脱开相互脱开的趋势的趋势 第1页/共71页 B B 错列错列A A 并列并列 中距中距 中距中距 边距边距 边距边距 端距端距 第2页/共71页 第3页/共71页 名称 位置和方向 最大容许距离 （取两者的较小值） 最小容许距离 外排(垂直内力或顺内力方向) 8d0 或 12 t 垂直内力方向 16d0 或 24 t 构件受压力 12d0 或 18 t 中 间 排 顺内力方向 构件受拉力 16d0 或 24 t 中心间距

2、 沿对角线方向 3d0 顺内力方向 2d0 剪切或手工气割边 1.5d0 高强度螺栓 1.5d0 中心至构件 边缘距离 垂直 内力 方向 轧制边、自动气 割或锯割边 其它螺栓 4d0 或 8 t 1.2d0 第4页/共71页 第5页/共71页 抗剪连接的工作性能抗剪连接的工作性能 抗剪连接是最常见的螺栓连接。抗剪试验可得试件上抗剪连接是最常见的螺栓连接。抗剪试验可得试件上a a 、b b两点间的相对位移两点间的相对位移与作用力与作用力N N的关系曲线。试件由的关系曲线。试件由 零载一直加载至连接破坏的全过程，经历三个阶段。零载一直加载至连接破坏的全过程，经历三个阶段。 a b N N/2 N/

3、2 第6页/共71页 (1)(1)摩擦传力弹性阶段摩擦传力弹性阶段 O O1 1斜直斜直 线段：加荷之初，连接中剪力较线段：加荷之初，连接中剪力较 小，荷载靠板件间接触面的摩擦小，荷载靠板件间接触面的摩擦 力传递，螺栓杆与孔壁间的间隙力传递，螺栓杆与孔壁间的间隙 保持不变，处于弹性阶段，板件保持不变，处于弹性阶段，板件 间摩擦力大小取决于拧紧螺帽时间摩擦力大小取决于拧紧螺帽时 螺杆中的初始拉力、板面处理方螺杆中的初始拉力、板面处理方 式，普通螺栓的初应力很小。此式，普通螺栓的初应力很小。此 阶段很短，可略去不计。阶段很短，可略去不计。 (2)(2)相对滑移阶段相对滑移阶段 1212水平线段水平

4、线段 ：荷载增大，剪力达到摩擦力最：荷载增大，剪力达到摩擦力最 大值，板件间产生相对滑移，其大值，板件间产生相对滑移，其 最大滑移量为螺栓杆与孔壁之间最大滑移量为螺栓杆与孔壁之间 的间隙，直至螺栓杆与孔壁接触的间隙，直至螺栓杆与孔壁接触 。 第7页/共71页 (3)(3)弹塑性阶段弹塑性阶段 荷载继续增加荷载继续增加 ，连接所承受的外力主要靠螺栓，连接所承受的外力主要靠螺栓 与孔壁接触传递。螺栓杆除主要与孔壁接触传递。螺栓杆除主要 受剪力外，还承受弯矩和轴向拉受剪力外，还承受弯矩和轴向拉 力，孔壁受到挤压。螺杆的伸长力，孔壁受到挤压。螺杆的伸长 受到螺帽的约束，增大了板件间受到螺帽的约束，增大

5、了板件间 的压紧力，使板件间的摩擦力随的压紧力，使板件间的摩擦力随 之增大，所以曲线呈上升状态。之增大，所以曲线呈上升状态。 达到达到“3”3”点时，螺栓或连接板点时，螺栓或连接板 达到弹性极限。达到弹性极限。 (4)(4)破坏阶段破坏阶段 荷载继续增加，荷载继续增加， 此阶段即使给荷载很小的增量，此阶段即使给荷载很小的增量， 连接的剪切变形也迅速加大，直连接的剪切变形也迅速加大，直 到连接的最后破坏。曲线的最高到连接的最后破坏。曲线的最高 点点“4”4”所对应的荷载即为普通所对应的荷载即为普通 螺栓连接的极限荷载。螺栓连接的极限荷载。 第8页/共71页 栓杆直径较小时，栓杆栓杆直径较小时，栓

6、杆 可能先被剪断；可能先被剪断； 单个螺栓的破坏形式单个螺栓的破坏形式 栓杆直径较大、板件较薄栓杆直径较大、板件较薄 时，板件可能先被挤坏，这时，板件可能先被挤坏，这 种破坏叫做螺栓承压破坏；种破坏叫做螺栓承压破坏； 板件截面可能因螺栓板件截面可能因螺栓 孔消弱截面太多而被拉孔消弱截面太多而被拉 断；断； N/2 N N/2 N N N N 第9页/共71页 措施：措施：栓杆长度不应大于栓杆长度不应大于5d0 端距太小，端距范围内的板件有可能被栓杆冲剪破端距太小，端距范围内的板件有可能被栓杆冲剪破 坏坏 NN 栓杆弯曲破坏栓杆弯曲破坏 N/2 N N/2 措施：端距不应小于措施：端距不应小于2

7、d2dO O 第10页/共71页 b vv b v f d nN 4 2 b c b c tfdN t t连接接头一侧承压构件总厚度的较小值。连接接头一侧承压构件总厚度的较小值。 f fc cb b螺栓螺栓孔壁孔壁承压强度设计值；承压强度设计值； 单螺栓抗剪承载力：单螺栓抗剪承载力： 抗剪承载力：抗剪承载力： 承压承载力：承压承载力：d d n nv v剪切面数目剪切面数目；d d螺栓杆直径；螺栓杆直径； f fv vb b螺栓抗剪强度设计值；螺栓抗剪强度设计值； ),min( min b c b v b NNN N/2N/2 N N N/2N/2 第11页/共71页 N N 1 v n单剪：

8、 N N/2 N/2 2 v n双剪： 4 v n四剪： N/2 N/3 N/3 N/3 N/2 第12页/共71页 N/2 N l l1 1 N/ 2 平均值平均值 螺栓的内力分布螺栓的内力分布 当当l11515d0( (d0为孔径为孔径) )时，时， 假定假定N N由各螺栓均匀承担。由各螺栓均匀承担。 螺栓群承受轴心剪力时，螺栓群承受轴心剪力时， 螺栓群在长度方向各螺栓螺栓群在长度方向各螺栓 受力不均匀，两端大，中受力不均匀，两端大，中 间小。当沿受力方向的连间小。当沿受力方向的连 接长度接长度15d0时，连接工时，连接工 作进入弹塑性阶段后，内作进入弹塑性阶段后，内 力发生重分布，螺栓群

9、中力发生重分布，螺栓群中 各螺栓受力逐渐均匀。各螺栓受力逐渐均匀。 b N N n min 第13页/共71页 7 . 0 150 1 . 1 0 1 d l b N N n min 第14页/共71页 普通螺栓群普通螺栓群轴心受剪轴心受剪的计算流程的计算流程 b c b V NN 、计算 b c b V b NNN，min min 01 15dl b N N n min b N N n min 7 . 0 150 1 . 1 0 1 d l 取整数按规定排列螺栓 是否 第15页/共71页 。 设计值为此连接承受的静力荷载 。级），螺栓孔直径（ 普通螺栓钢，采用材为 的连接。钢设计轴心受拉双拼

10、接板 kNN mmdC MQ 900 24 22235 0 b c b v f f得：解：查附表 3 . 1 b vv b V f d nN 4 2 设计值为一个螺栓的抗剪承载力 2 /305mmN 2 /140mmN kN4 .106140 4 2214. 3 2 2 N 2/N 2/N 340 260 10 NN b c b c f tdN 设计值为一个螺栓的承压承载力 kN2 .1343052022 NN 530 10 20t 12t 12t 第16页/共71页 N 2/N 2/N 80505080 120 120 5050 340 260 10 NN kNNNN b c b V b 4

11、 .106,min min NN 530 10 20t 12t 12t 个 所需螺栓个数为： 5 .8 4 .106 900 min b N N n 普通螺栓级个取229MC 4 . 352，表距离：螺栓的最大、最小容许P mm505080 , 端距：边距：中距： 三排三列排列：采用并列 mmmm mmdmml36015160 01 第17页/共71页 F e T x y N1T N1Tx N1Ty r1 1 F 1N1F n F N1F T T作用下：作用下：2 2个假定个假定 连接件为绝对刚体，螺栓为弹性体连接件为绝对刚体，螺栓为弹性体 T T作用下螺栓所受剪力与距形心的距离成正比作用下螺

12、栓所受剪力与距形心的距离成正比 第18页/共71页 nnTTT rNrNrNT 2211 n nTTTT r N r N r N r N 3 3 2 2 1 1 n T nT T T T T r r N Nr r N Nr r N N 1 1 3 1 1 32 1 1 2 ； T x y N1T N1Tx N1Ty r1 1 n i i T n T r r N rrr r N T 1 2 1 122 2 2 1 1 1 第19页/共71页 n i n i ii n i i T yx rT r rT N 11 22 1 1 2 1 1 n i n i ii n i n i ii Ty n i n

13、 i ii n i n i ii Tx yx xT r x yx rT N yx yT r y yx rT N 11 22 1 1 1 11 22 1 1 11 22 1 1 1 11 22 1 1 T x y N1T N1Tx N1Ty r1 1 第20页/共71页 b FTyTx NNNN min 2 11 2 1 当螺栓布置比较狭长当螺栓布置比较狭长( (如如y y1 13x3x1 1) )时时, , 可令可令:x:xi i=0=0，则，则N N1Ty 1Ty=0 =0 n i i n i i Tx y yT r y y rT N 1 2 1 1 1 1 2 1 1 b FTx NNN

14、min 2 1 2 1 第21页/共71页 度。要求：验算此连接的强 。级）普通螺栓（用 钢，采用螺栓连接，钢材为 翼缘如图所示为牛腿板和柱例 kNFCM Q 100,20 235 7 . 3 mmkNeFT kNFV F 4 103300100 100 向螺栓群形心简化得：解：将力 号螺栓的强度栓，现验算号螺栓为受力最大的螺号和121 22 /305/1403 . 1mmNfmmNf b c b v ，得：查附表 kNf d nN b vv b v 44140 4 2014. 3 1 4 22 设计值为一个螺栓的抗剪承载力 x y o 1 2 3 4 5010050 5050100100 1

15、2 1 t 14 2 t F 200 第22页/共71页 b c b c f tdN 设计值为一个螺栓的承压承载力 kN2 .733051220 kNNNN b c b V b 44,min min 22 1 1 ii T x yx yT N kN5 .54 1004506 100103 22 4 22 1 1 ii T y yx xT N kN3 .27 1004506 50103 22 4 kN n V N V y 7 .16 6 100 1 kNNkNNNN bV y T y T x 44707 .163 .275 .54 min 2 2 2 11 2 1 此连接不满足要求 第23页/共

16、71页 如图所示排列 ，个，并加大牛腿板尺寸将螺栓数目增加到10 1111 3,50160 1 xymmxmmy， 号螺栓的强度验算 T yi Nxx 11 00，可以忽略，可近似取 2 1 1 i T x y yT N kN5 .37 8041604 160103 22 4 kN n V N V y 10 10 100 1 kNNkNNN bV y T x 448 .38105 .37 min 22 2 1 2 1 满足要求 xx y y T x N1 T y N1 T N1 第24页/共71页 1 1、破坏形式、破坏形式 ： 栓杆被拉断栓杆被拉断 2 2、单个普通螺栓的抗拉承载力设计值、单

17、个普通螺栓的抗拉承载力设计值 b t eb te b t f d fAN 4 2 式中：式中：A Ae e-螺栓的有效截面面积；螺栓的有效截面面积； d de e-螺栓的有效直径；螺栓的有效直径； f ft tb b-螺栓的抗拉强度设计值。螺栓的抗拉强度设计值。 第25页/共71页 )(3 24 13 螺距螺距 ttdde 因栓杆上的螺纹为斜方向的，所以公式取的是有效直径因栓杆上的螺纹为斜方向的，所以公式取的是有效直径 d de e而不是净直径而不是净直径d dn n， ，现行国家标准取： 现行国家标准取： dedn dm d 有效有效 直径直径 净直径净直径 平均平均 直径直径 最大最大 直

18、径直径 第26页/共71页 QNNt 影响撬力的因素较多，大小难确定，规范采取简化计算影响撬力的因素较多，大小难确定，规范采取简化计算 的方法，取的方法，取f ft tb b=0.8f=0.8f（ff螺栓钢材的抗拉强度设计值螺栓钢材的抗拉强度设计值 ）。）。 第27页/共71页 b t N N n N 假定各螺栓受力均匀！假定各螺栓受力均匀！ 第28页/共71页 普通螺栓群弯矩受拉计普通螺栓群弯矩受拉计 算算 M 1 2 3 4 受压区受压区 y1 y2 y3 N1 N2 N3 N4 中和轴中和轴 M M作用下螺栓连接按弹性设计，其假定为：作用下螺栓连接按弹性设计，其假定为： 1 1）连接板件

19、绝对刚性，螺栓为弹性；）连接板件绝对刚性，螺栓为弹性； 2 2）螺栓群的中和轴位于最下排螺栓的形心处，各螺栓所）螺栓群的中和轴位于最下排螺栓的形心处，各螺栓所 受拉力与其至中和轴的距离呈正比。受拉力与其至中和轴的距离呈正比。 M 刨平顶紧刨平顶紧 承托承托(板板) V V：承托板承受，：承托板承受， M：螺栓群承受：螺栓群承受 第29页/共71页 假定假定2 2：1 1号螺栓在号螺栓在M作用下所受拉力最大作用下所受拉力最大 nn yNyNyNM 2211 n n y N y N y N y N 3 3 2 2 1 1 M 刨平顶紧刨平顶紧 承托承托(板板) M 1 2 3 4 受压区受压区 y

20、1 y2 y3 N1 N2 N3 N4 中和轴中和轴 假定假定 1、2 ： 第30页/共71页 nn y y N Ny y N Ny y N N 1 1 3 1 1 32 1 1 2 ； n i in y y N yyy y N M 1 2 1 122 2 2 1 1 1 n i i y yM N 1 2 1 1 b t NN 1 1号螺栓强度验算：号螺栓强度验算： 第31页/共71页 普通螺栓群在偏心拉力作用普通螺栓群在偏心拉力作用 可采用偏于安全的设计方法，即可采用偏于安全的设计方法，即叠加法叠加法。 刨平顶紧刨平顶紧 承托承托(板板) F e 0 1 2 1 444 1 2 1 111

21、n i i MF b tn i i MF y yM n F NNN N y yM n F NNN 1 2 3 4 F M N1F F y1 N1M N2M N3M M=Fe N4M 第32页/共71页 0 1 2 1 n i i y yM n F 1 1 2 yn y n i i e 小偏心受拉，螺栓全部受拉，小偏心受拉，螺栓全部受拉，e e和和y yi i均从均从 形心形心O O处取值。处取值。 大偏心受拉，大偏心受拉，下（最外部）下（最外部）螺栓受压，螺栓受压，e e 和和y yi i均从均从最下排（最外部）最下排（最外部）螺栓处取值。螺栓处取值。 e 第33页/共71页 例题：如下图所示

22、螺栓群连接，竖直向力由承托板承受例题：如下图所示螺栓群连接，竖直向力由承托板承受 ，连接只承受偏心水平拉力，拉力设计值为，连接只承受偏心水平拉力，拉力设计值为N=250kNN=250kN，偏，偏 心距心距e=100mme=100mm，螺栓布置如图，试选用合适的螺栓。，螺栓布置如图，试选用合适的螺栓。 第34页/共71页 解解 ： 2 3 1 228 170 107 .38 mm f N A b t e mm100mm7.116 25012 250150504 y 222 1 2 i e ny 核心距 kN y yM n F N n i i 7.38 250150504 250100250 12

23、 250 222 1 2 1 1 连接属于小偏心受拉：连接属于小偏心受拉： 单螺栓有效截面面积单螺栓有效截面面积 ： 选用螺栓的规格为选用螺栓的规格为M20M20，其有效截面为，其有效截面为Ae=245mmAe=245mm2 2 。 查表得查表得 f ft tb b=170N/mm=170N/mm2 2 第35页/共71页 破坏形破坏形 式式 a a、螺杆受剪兼受拉破坏、螺杆受剪兼受拉破坏 b b、孔壁承压破坏、孔壁承压破坏 e M=Ne V N 为防止为防止螺杆螺杆受剪兼受拉受剪兼受拉破坏，应满足破坏，应满足 ： 1 22 b t t b v v N N N N b cv NN b V V

24、N N b tt NN0 1 1 a a b b 四分之一圆：园内安全、园外破坏四分之一圆：园内安全、园外破坏 实际承受荷载实际承受荷载 理论能承受荷载理论能承受荷载 第36页/共71页 例例 如图示螺栓连接，采用如图示螺栓连接，采用M20M20，承受设计荷载，承受设计荷载V=250kNV=250kN， e=120mme=120mm，螺栓为，螺栓为C C级（布置如图），结构为级（布置如图），结构为Q235BQ235B钢材，钢材， 试按考虑承托板传递全部试按考虑承托板传递全部V V（此时（此时h hf f=10mm=10mm）和不承受）和不承受V V两两 种情况验算此连接。种情况验算此连接。 N

25、 N1t1t N N2t2t N N3t3t N N4t4t y y1 1 y y1 1y y2 2 y y1 1y y3 3 第37页/共71页 解：解：1. 1. 承托板传递全部剪力承托板传递全部剪力V, V, 螺栓群受弯矩作用螺栓群受弯矩作用 mkNVeMkNV3012. 0250250 b t i NkN y yM N 20 )400300200100(2 400120250 22222 1 1 （1 1）单个螺栓抗拉承载力）单个螺栓抗拉承载力 （2 2）单个螺栓最大拉力）单个螺栓最大拉力 （3 3）承托焊缝验算）承托焊缝验算 kNfAN b te b t 7 .41170245 22

26、 /160/7 .150 )202180(107 . 02 100025035. 135. 1 mmNfmmN lh V w f we f 第38页/共71页 2. 2. 不考虑承托传递剪力不考虑承托传递剪力V V kNf d nN b vv b v 0 .44140 4 2014. 3 1 4 22 kNftdN b c b c 1223052020 （2 2）一个螺栓受力）一个螺栓受力 （1 1）一个螺栓承载力）一个螺栓承载力 kN y yM N i t 20 2 1 b cv NkN n V N25 10 250 1744. 0) 7 .41 20 () 44 25 ()()( 2222

27、 b t t b v v N N N N （3 3）螺栓验算）螺栓验算 kNfAN b te b t 7.41170245 第39页/共71页 第八节第八节 高强度螺栓连接计算高强度螺栓连接计算 摩擦型高强度螺栓的预拉力摩擦型高强度螺栓的预拉力P 摩擦型连接是依靠被连接件之间的摩擦力传递内力，以摩擦型连接是依靠被连接件之间的摩擦力传递内力，以 荷载设计值引起的剪力不超过摩擦阻力为设计原则。荷载设计值引起的剪力不超过摩擦阻力为设计原则。 影响高强度螺栓摩擦型连接承载力的因素：影响高强度螺栓摩擦型连接承载力的因素： 螺栓的螺栓的预拉力预拉力P、摩擦面的、摩擦面的抗滑移系数抗滑移系数、钢材种类。、钢

28、材种类。 高强度螺栓：摩擦型、承压型高强度螺栓：摩擦型、承压型 第40页/共71页 （a a）大六角头螺栓）大六角头螺栓 （b b）扭剪型螺栓）扭剪型螺栓 预应力预应力P施加基本思路：拧紧螺帽、使螺杆受拉而产生预施加基本思路：拧紧螺帽、使螺杆受拉而产生预 应力，从而对连接板件压紧。应力，从而对连接板件压紧。 第41页/共71页 预拉力施加方法：预拉力施加方法：大六角头螺栓大六角头螺栓 a a、转角法、转角法 预拉力的建立简单、有效，但要防止欠拧、漏拧和超拧预拉力的建立简单、有效，但要防止欠拧、漏拧和超拧 ； 简单、易实施，但得到的预拉力误差较大简单、易实施，但得到的预拉力误差较大 b b、扭矩

29、法、扭矩法 初拧初拧: :用力矩扳手拧至终拧力矩的用力矩扳手拧至终拧力矩的30%30%50%50%，使板件贴紧，使板件贴紧 终拧终拧: :初拧基础上，按初拧基础上，按100%100%设计终拧力矩拧紧。设计终拧力矩拧紧。 第42页/共71页 初拧初拧拧至终拧力矩的拧至终拧力矩的60%-80%60%-80%； 终拧终拧初拧基础上，以扭断螺栓杆尾部为准。初拧基础上，以扭断螺栓杆尾部为准。 施工简单、技术要求低、易实施、质量易保证等施工简单、技术要求低、易实施、质量易保证等 预拉力施加方法：预拉力施加方法：扭剪型螺栓扭剪型螺栓 第43页/共71页 ue fAP 2.1 9.09.09.0 P P根据螺

30、杆的有效抗拉强度确定：根据螺杆的有效抗拉强度确定： 考虑材料的不均匀性的折减系数考虑材料的不均匀性的折减系数0.90.9； 为防止施工时超张拉导致螺杆破坏的折减系数为防止施工时超张拉导致螺杆破坏的折减系数0.90.9； 考虑拧紧螺帽时螺杆上产生的扭矩对螺杆的不利影响考虑拧紧螺帽时螺杆上产生的扭矩对螺杆的不利影响1.21.2 附加安全系数附加安全系数0.90.9。 系数的确定：系数的确定： 第44页/共71页 抗滑移系数抗滑移系数与接触面的与接触面的处理方法处理方法和和构件钢号构件钢号有关；有关； 注意注意：钢材表面涂红丹后：钢材表面涂红丹后0.15，环境潮湿也降低，环境潮湿也降低， 因此严格禁

31、止钢材表面涂红丹及雨天施工。因此严格禁止钢材表面涂红丹及雨天施工。 第45页/共71页 高强高强 度螺度螺 栓栓 N O 1 2 3 4 a b N N/2 N/2 高强度螺栓抗剪连接工作性能高强度螺栓抗剪连接工作性能 第46页/共71页 a a、摩擦型高强度螺栓、摩擦型高强度螺栓 ：设计原则：通过板件间摩擦力传递内力，破坏准则为克设计原则：通过板件间摩擦力传递内力，破坏准则为克 服摩擦力服摩擦力 高强度高强度 螺栓螺栓 N O 1 2 3 4 抗剪连接单栓承载力抗剪连接单栓承载力 PnN f b v 9 . 0 式中：式中： 0.90.9抗力分项系数抗力分项系数R R的倒的倒 数数( (R

32、R= =1.111)1.111)； n nf f传力摩擦面数目；传力摩擦面数目； -摩擦面抗滑移系数；摩擦面抗滑移系数； P P预拉力设计值。预拉力设计值。 要求要求：处理表面、限制温度。：处理表面、限制温度。 第47页/共71页 b b、承压型高强度螺栓、承压型高强度螺栓 ： 设计原则：容许接触面相对滑动，以连接破坏为准则。设计原则：容许接触面相对滑动，以连接破坏为准则。 高强度高强度 螺栓螺栓 N O 1 2 3 4 要求要求：清理表面。：清理表面。 b v e v b v f d nN 4 2 b c b c ftdN )min( min b c b v b NNN， 单栓抗剪承载力：单

33、栓抗剪承载力： 抗剪承载力：抗剪承载力： 承压承载力：承压承载力： 第48页/共71页 PN b t 8 . 0 单栓承载力单栓承载力 b t b t b t f d AfN 4 2 高强度螺栓抗拉连接高强度螺栓抗拉连接 当外拉力大于预应力时，卸荷后螺杆中的预应力变小，当外拉力大于预应力时，卸荷后螺杆中的预应力变小， 发生螺杆松弛现象，当外拉力小于预应力的发生螺杆松弛现象，当外拉力小于预应力的80%80%时，无松时，无松 弛现象。弛现象。 第49页/共71页 N V n V N v 单个螺栓所单个螺栓所 受的拉力受的拉力 ： n N N t 1 2 3 4 N V N N作用下作用下V作用下作

34、用下 1 b v v b t t N N N N 高强度螺栓摩擦型连接高强度螺栓摩擦型连接 单个螺栓所受的拉力、剪力验算：单个螺栓所受的拉力、剪力验算： )25. 1(9 . 0 ,tf b tv NPnN 或或 第50页/共71页 1 22 b t t b v v N N N N b c b c v ftd N N 2 . 1 1 2 . 1 为了防止孔壁为了防止孔壁 的承压破的承压破 坏，应满坏，应满 足：足： 系数系数1.21.2是考虑由于外拉力的存在导致高强度螺栓的是考虑由于外拉力的存在导致高强度螺栓的 承压承载力降低的修正系数。承压承载力降低的修正系数。 螺栓承受剪螺栓承受剪 力、拉

35、力力、拉力 验算：验算： 第51页/共71页 第52页/共71页 b c b v b NNN,min min 对于摩擦型连接对于摩擦型连接 ： b N N n min 对于承压型连接对于承压型连接 ： PnN f b 9 . 0 min NN 假定各螺栓受力均匀，所需螺栓数：假定各螺栓受力均匀，所需螺栓数： b c b c ftdN b vv b v f d nN 4 2 在受剪、受拉共同作用下的计算在受剪、受拉共同作用下的计算 与普通螺栓相同，但采用高与普通螺栓相同，但采用高 强度螺栓的设计值进行计算强度螺栓的设计值进行计算 ！ 第53页/共71页 例：设计一双盖板拼接的连接，钢材为例：设计

36、一双盖板拼接的连接，钢材为Q235BQ235B，高强度，高强度 螺栓采用螺栓采用M20M20，8.88.8级，拼接的钢板厚为级，拼接的钢板厚为20mm20mm，盖板厚为，盖板厚为 12mm12mm，连接承受的荷载为轴心拉力，连接承受的荷载为轴心拉力N=800kNN=800kN，试分别采，试分别采 用摩擦型（表面采用喷砂后生赤锈处理）和承压型设计用摩擦型（表面采用喷砂后生赤锈处理）和承压型设计 。 第54页/共71页 解解 ： 查得查得8.88.8级，级，M20M20高强螺栓高强螺栓P=125kNP=125kN，=0.45=0.45 一个螺栓受剪承载力一个螺栓受剪承载力 kNPnN f b V

37、3 .10112545. 029 . 09 . 0 一侧所需螺栓数一侧所需螺栓数n:n: 9 . 7 3 .101 800 b V N N n 取取9 9个个 （1 1）采用摩擦型连接）采用摩擦型连接 第55页/共71页 承载力设计值承载力设计值 kNf d nN b vv b v 157250 4 2014. 3 2 4 22 kNftdN b c b c 1884702020 一侧所需螺栓数一侧所需螺栓数n:n: 1 .5 157 800 min b N N n 取取6 6个个 （2 2）采用承压型连接）采用承压型连接 第56页/共71页 螺栓布置图螺栓布置图 第57页/共71页 度。要求

38、：验算此连接的强 。 级）擦型连接高强度螺栓（ 摩钢，采用理，钢材为 用喷砂处用螺栓连接，接触面采 翼缘如图所示为牛腿板和柱例 kNF MQ 100 ,9 .10 22235 : mmkNeFT kNFV F 4 103300100 100 向螺栓群形心简化得：解：将力 号螺栓的强度栓，现验算号螺栓为受力最大的螺号和121 45. 0190，查表得：kNP x y o 1 2 3 4 5010050 5050100100 12 1 t 14 2 t F 200 第58页/共71页 kNPnN f b V 7719045. 019 . 09 . 0 设计值为一个螺栓的抗剪承载力 kN n V N

39、 kN yx xT N kN yx yT N V y ii T y ii T x 7 .16 6 100 3 .27 1004506 50103 5 .54 1004506 100103 1 1 22 4 22 1 1 22 4 22 1 1 用下所受的力为号螺栓在剪力和扭矩作 kNNkNNNN b V V y T y T x 77707 .163 .275 .54 2 2 2 11 2 1 此连接强度满足要求。 第59页/共71页 b t N N n N b b、弯矩作用下、弯矩作用下 假定连接的中和轴假定连接的中和轴 与螺栓群形心轴重与螺栓群形心轴重 合合 M 假定各螺栓均匀受力假定各螺栓

40、均匀受力 第60页/共71页 M M 1 2 3 4 y1 y2 N1 N2 N3 N4 受压区受压区 中和轴中和轴 n n y N y N y N y N 3 3 2 2 1 1 n i i y yM N 1 2 1 1 因此，设计时只要满足下式即可：因此，设计时只要满足下式即可： b t NN 1 nn yNyNyNM 2211 第61页/共71页 c c、偏心拉力作用、偏心拉力作用 下下 偏心力作用下的高强度螺栓连接，螺栓最大拉力不应大偏心力作用下的高强度螺栓连接，螺栓最大拉力不应大 于于0.8P0.8P，以保证板件紧密贴合，端板不会被拉开，因此，以保证板件紧密贴合，端板不会被拉开，因此

41、 认为认为中和轴在螺栓群形心中和轴在螺栓群形心上。所以摩擦型和承压型均可上。所以摩擦型和承压型均可 采用以下方法采用以下方法（叠加法）（叠加法）计算计算: : PN y yM n N N n N N b t n i i M 8 . 0 1 2 1 11 N e 1 2 3 4 M=Ne N y1 N1 N2 N3 N4 中和轴中和轴 M作用下作用下 N作用下作用下 第62页/共71页 M N V 1 2 3 4 M N y1 y2 N1 N2 N3 N4 中和轴中和轴 M作用下作用下 N作用下作用下 V V作用下作用下 第63页/共71页 b t n i i t N y yM n N N 1 2 1 1 1 1号螺栓在号螺