钢结构的螺栓连接——习题解答

1、钢结构的螺栓连接钢结构的螺栓连接 习题课习题课难点 螺栓受力状况 受剪面数 板件危险截面 具体问题具体分析 各强度指标间逻辑关系Please contact me if there are still some questions Please contact me if there are still some questions about your homework after this classabout your homework after this class Instructor 程欣 Assistant 冯帅 Phone螺栓连接的验算方法总结螺栓螺

2、栓: :单个螺栓抗剪抗剪承载力设计值2bbvvv4dNnf单个螺栓承压承压承载力设计值bbccNdtf单个螺栓抗拉抗拉承载力设计值bbtetNA f22vtbbvt()()1NNNNbvft0.9(1.25)NnPNbt0.8NPvtbbvt1NNNNbbtetNA f2bbvvv4dNnfbbccNdtf22vtbbvt()()1NNNNbcv1.2NN 普通螺栓普通螺栓高强摩擦型螺栓高强摩擦型螺栓高强承压型高强承压型螺栓螺栓拉剪时验算公式解题关键（本节课核心）解题关键（本节课核心）清楚各强度验算公式背后的含义，螺栓清楚各强度验算公式背后的含义，螺栓受力时各强度指标间逻辑关系受力时各强度指标

3、间逻辑关系bvf0.9NnP高强承压型螺栓同普通螺栓强度验算仅此不同受剪时验算公式受拉时验算公式 bvVNNbvvNNbttNNbttNNbttNN bvVNN8.10 8.10 如如图图确定确定A A级螺栓连接中的力级螺栓连接中的力F F值。螺栓值。螺栓M20M20，N=250kN,N=250kN,钢板采用钢板采用Q235Q235，厚度厚度t=10mm,t=10mm,螺栓材料螺栓材料4545号钢（号钢（8.88.8级）级） 。 22320/,405/bbvcfN mmfN mm223223.1412032010048044250 1020833.31220833.310048012F1179

4、558.1NbbvvvNvFvbvvNnd fNNNNnFNnFNN 解得 一、栓杆抗剪计算12F12NvN二、孔壁承压计算10 20 40581000F8100012972000bbccNdtfNFnFN板件受力分析板件所受的力通过螺栓一道一道进行传递从板件边缘起，每过一道螺栓，板件所受力按比例减少一部分，即1nn前线螺栓较多后线螺栓较多需要验算截面前线I折线I需要验算截面前线I 后线II折线I 折线II前线I后线II前线I后线II折线I折线II折线I1()noAt bn d2212202(1)nAtenean d直线净截面面积折线净截面面积板件需验算截面讨论三、板件计算(30020.5 2

5、) 10 215556850dnFf AN前线IIII10(30020.5 3) 1021512F615330NdnFf A解得后线2I(50 2+ 2 50420.5 5) 10 215602736dnFf AN折2II(100 2+ 2 50220.5 3) 10 215601831dnFf AN 折IImin 556850 615330,602736,601831 =556850NF折，折线I折线II8.11 8.11 如图钢材为如图钢材为Q235BQ235B钢，钢，C C级普通，螺栓级普通，螺栓M20M20，F=60kN,F=60kN,螺栓抗拉强度设计值螺栓抗拉强度设计值 。验算其受力

6、。验算其受力。 2f170/bfN mmV=F=60kN剪力60kN完全由支托承担，螺栓只承受产生的弯矩判断螺栓群旋转中心是底排螺栓还是螺栓群形心判断螺栓群旋转中心是底排螺栓还是螺栓群形心判别式判别式b1t2N =iMyNny0 围绕螺栓群形心旋转0 围绕底排螺栓旋转1max2maxN=()iiiMyNnyMNe yNyiiyy注意： 同 的不同当只有M没有N时，旋转中心一定是底排螺栓原则：螺栓不受压，即如果绕形心旋转底排螺栓受压，则绕底排螺栓旋转MVb22t3771max222223.14N =17.6545170415934460 105003 103 1032025000N415932

7、(80160240320 )betbtidfNNMFeN mMyNNNy 螺栓满足要求螺栓旋转中心为底排螺栓螺栓旋转中心为底排螺栓螺栓设计题螺栓设计题 如如图所示螺栓图所示螺栓连接。钢材连接。钢材Q235Q235，荷载设计值，荷载设计值P=270kNP=270kN，偏心距，偏心距e=250mme=250mm。1 1、选用普通螺栓、选用普通螺栓2 2、10.910.9级高强摩擦型螺栓，表面采用接触喷砂处理级高强摩擦型螺栓，表面采用接触喷砂处理3 3、10.910.9级高强承压连接级高强承压连接907090 x6070908090500200601、普通螺栓F=270kN18e=250mmMV剪拉

8、联合作用的普通螺栓和承压型高强螺栓d1.2bvcbcvNNNN 普通螺栓 承压型高强螺栓12btt2bvvNNNN对于栓杆对于孔壁F=270kN18e=250mm907090 x607090809050020060F=270kN18e=250mm907090 x607090809050020060 板件强度验算板件强度验算223.1417.74801180484420 18 470169200nbbtetbbccANdfNNd tfNF=270kN18e=250mm2、高强螺栓承压型连接（1 1）初选螺栓及布置形式）初选螺栓及布置形式选用M20螺栓，d=20mm,孔径21.5mm，边距需大于2

9、d0=43mm，中距需大于3d0=64.5mm，螺栓布置如图F=270kN18e=250mm同普通螺栓相比，高强螺栓承压型连接仅在承受拉剪时验同普通螺栓相比，高强螺栓承压型连接仅在承受拉剪时验算公式为算公式为 ，除此同普通螺栓无任何区别，高强螺栓，除此同普通螺栓无任何区别，高强螺栓承压型连接意义在于强度指标的增大承压型连接意义在于强度指标的增大1.2bcvNN （3 3）螺栓强度验算）螺栓强度验算22223.142031097340443.1417.74801180484420 18 470169200bbvvbbtetbbccNd fNNdfNNd tfN51t,max2222222,max

10、c400675 10675002 (200400 )270000450006N67500450000.735 111804897340N169200N450001410001.21.2ivtvbbtvbvMyNNyVNNnNNNN满足 设计合理3、高强螺栓摩擦型连接F=270kN18e=250mm（1 1）初选螺栓及布置形式）初选螺栓及布置形式选用M22螺栓，P=190kN, d=22mm,孔径23.5mm，边距需大于2d0=47mm，中距需大于3d0=70.5mm，螺栓布置如图F=270kN18e=250mm（3 3）螺栓强度验算）螺栓强度验算bvtNNP螺栓同相关，需先求出螺栓受力状况高强螺栓摩擦型连接所有强度指标皆围绕高强螺栓摩擦型连接受弯矩只可能围绕螺栓群形心旋转51t,max2222400675 1060.2684 (40 +120400 )27000022.5120.81520.91.25)0.9 1 0.45 (19060.268 1.25)46.4460.26822.50.881 115246.44ivbtbvfttvbbtvMyNkNyVNkNnNPkNNnPNkNNNNN （满足 设计合理 Thank you for your attention! Thank you for your attention!Please contact me if t