ss3-3鋼結(jié)構(gòu)的連接2-普通螺栓連接

1、第三章 鋼結(jié)構(gòu)的連接3.4 普通螺栓連接3.4 普通螺栓連接1. 1. 螺栓規(guī)格螺栓規(guī)格a.Aa.A級、級、B B級和級和C C級三種級三種；C C級為粗制螺栓，等級為級為粗制螺栓，等級為4.64.6級和級和4.84.8級級小數(shù)點(diǎn)前為材料抗拉強(qiáng)度，小數(shù)點(diǎn)后為屈強(qiáng)比，刻在螺桿小數(shù)點(diǎn)前為材料抗拉強(qiáng)度，小數(shù)點(diǎn)后為屈強(qiáng)比，刻在螺桿頭上。例頭上。例:4.8:4.8級表示抗拉強(qiáng)度級表示抗拉強(qiáng)度400N/mm400N/mm2 2，屈服強(qiáng)度，屈服強(qiáng)度320N/mm320N/mm2 2。b.b.常用螺栓直徑為常用螺栓直徑為d=16d=16，2020，24mm24mm，用，用M M表示表示2. 2. 螺栓符號螺栓

2、符號第三章 鋼結(jié)構(gòu)的連接a.a.并列和錯列：并列和錯列：規(guī)則、統(tǒng)一、緊湊規(guī)則、統(tǒng)一、緊湊b.b.排布參數(shù)：排布參數(shù)：端距，邊距，間距端距，邊距，間距c.c.排布尺寸要求：排布尺寸要求：考慮安裝，受力和使用考慮安裝，受力和使用d.d.至少要有兩個受力螺栓至少要有兩個受力螺栓3. 3. 螺栓排布螺栓排布最大、最小最大、最小容許間距容許間距3.4 普通螺栓連接第三章 鋼結(jié)構(gòu)的連接4. 4. 螺栓的最大和最小容許間距螺栓的最大和最小容許間距3.4 普通螺栓連接(1)(1)保證安裝要求：保證安裝要求：用扳手?jǐn)Q緊螺帽用扳手?jǐn)Q緊螺帽最小間距，最小間距，節(jié)省連接板節(jié)省連接板最大間距和邊最大間距和邊( (端端)

3、 )距距(2)(2)保證受力要求：保證受力要求：不過多削弱截面不過多削弱截面最小間距和邊最小間距和邊( (端端) )距距(3)(3)保證使用要求：保證使用要求：避免銹蝕和變形避免銹蝕和變形最大間距和邊最大間距和邊( (端端) )距距第三章 鋼結(jié)構(gòu)的連接( (一一) ) 受剪螺栓連接受剪螺栓連接3.4 普通螺栓連接1.1.單個螺栓受剪破壞試驗(yàn)單個螺栓受剪破壞試驗(yàn)?zāi)Σ羵髁δΣ羵髁 滑移滑移 螺桿傳力螺桿傳力 彈塑性破壞彈塑性破壞連接連接可傳遞彎矩、剪力和軸力，單個螺栓只可傳遞彎矩、剪力和軸力，單個螺栓只能受拉或受剪能受拉或受剪第三章 鋼結(jié)構(gòu)的連接(1)(1)螺栓直徑小，連接板厚螺栓直徑小，連接板

4、厚 (2)(2)螺栓直徑大，連接板薄螺栓直徑大，連接板薄 (3)(3)螺栓孔徑大，連接板削弱多螺栓孔徑大，連接板削弱多 (4)(4)連接板端距小連接板端距小 (5)(5)連接板厚，螺桿長連接板厚，螺桿長螺桿剪切破壞螺桿剪切破壞孔壁擠壓破壞孔壁擠壓破壞連接板受拉破壞連接板受拉破壞沖切破壞沖切破壞螺桿彎曲破壞螺桿彎曲破壞螺桿抗剪承載力螺桿抗剪承載力孔壁承壓能力孔壁承壓能力構(gòu)造限定構(gòu)造限定施工技術(shù)要求施工技術(shù)要求板件凈截面板件凈截面3.4 普通螺栓連接第三章 鋼結(jié)構(gòu)的連接2. 2. 單個螺栓受剪承載力計算單個螺栓受剪承載力計算bVVbVfdnN42 受剪承載力設(shè)計值：受剪承載力設(shè)計值：bbccNdt

5、 f 承壓承載力設(shè)計值：承壓承載力設(shè)計值：為為受受剪剪面面數(shù)數(shù)Vn小小總總厚厚度度為為同同一一受受力力方方向向構(gòu)構(gòu)件件較較 t單個螺栓承載力設(shè)計值：單個螺栓承載力設(shè)計值： bcbVbNNN,minmin 3.4 普通螺栓連接第三章 鋼結(jié)構(gòu)的連接3. 3. 受剪螺栓連接計算受剪螺栓連接計算a.a.螺栓數(shù)目螺栓數(shù)目bNNnmin/ 當(dāng)首尾兩螺栓間距當(dāng)首尾兩螺栓間距 l115do 時，剪力非均勻分布時，剪力非均勻分布，螺栓群抗剪承載力下降，應(yīng)對承載力作折減：，螺栓群抗剪承載力下降，應(yīng)對承載力作折減： bcbVbNNN,minmin 701501101. dl 3.4 普通螺栓連接1) 1) 受受N

6、N連接計算連接計算第三章 鋼結(jié)構(gòu)的連接b.b.凈截面抗拉強(qiáng)度計算凈截面抗拉強(qiáng)度計算fANn 凈截面積計算凈截面積計算螺栓并列排布：螺栓并列排布：tdnbtdnAAn)(0101 螺栓錯列排布：鋸齒凈面積螺栓錯列排布：鋸齒凈面積 tdneaneAn 02222112)(蓋板蓋板截面截面IIIIII：構(gòu)件構(gòu)件截面截面I I：1032tdnbAn)( 最危險截面最危險截面孔徑孔徑do：d16mm，do=d+1.5mm ；d=1624mm， do=d+2mm；d=2730mm， do=d+3mm。3.4 普通螺栓連接如圖所示普通螺栓連接，如圖所示普通螺栓連接，M20M20，C C級，鋼材級，鋼材Q23

7、5Q235， N=940KNN=940KN。試驗(yàn)算該連接是否滿足要求。試驗(yàn)算該連接是否滿足要求?！纠}1】 4005010010010050NN50 707050107147NN222305140215mmNfmmNfmmNfbcbv/,/,/ 第三章 鋼結(jié)構(gòu)的連接3.4 普通螺栓連接1. 單個螺栓承載力確定單個螺栓承載力確定【解】 4005010010010050NN50707050107147NN2. 驗(yàn)算驗(yàn)算bVVbVfdnN42 bbccNdt f bcbVbNNN,minmin N8796414042022 N854003051420 N85400 1） 螺栓強(qiáng)度螺栓強(qiáng)度bNNnmi

8、n 滿足滿足,1211854000940000 第三章 鋼結(jié)構(gòu)的連接3.4 普通螺栓連接2）凈截面強(qiáng)度）凈截面強(qiáng)度 tdnbAn01 2436814224400mm 蓋板蓋板14mm=構(gòu)件構(gòu)件14mm，按構(gòu)件計算。按構(gòu)件計算。InNA ，滿足，滿足2221522154368940000mmNfmmN/. 4005010010010050NN50707050107147NN第三章 鋼結(jié)構(gòu)的連接3.4 普通螺栓連接第三章 鋼結(jié)構(gòu)的連接3.4 普通螺栓連接2 2）受剪螺栓群計算）受剪螺栓群計算基本假定：基本假定：被連接板是剛性的；被連接板是剛性的；螺栓是彈性的；螺栓是彈性的；在扭矩作用下，繞螺栓群中

9、心旋轉(zhuǎn)，每個螺栓在扭矩作用下，繞螺栓群中心旋轉(zhuǎn)，每個螺栓受力大小與其到形心的距離成正比，方向垂直受力大小與其到形心的距離成正比，方向垂直于矢徑。于矢徑。 第三章 鋼結(jié)構(gòu)的連接3.4 普通螺栓連接2 2）受剪螺栓群計算）受剪螺栓群計算扭矩作用：扭矩作用：TxiiT yNxy 1122TyiiT xNxy 1122軸力及剪力作用軸力及剪力作用: : NxNNn 1VyVNn 1軸力扭矩共同作用下最大受力螺栓軸力扭矩共同作用下最大受力螺栓bVyTyNxTxVNTNNNNNNmin2112111)()(第三章 鋼結(jié)構(gòu)的連接3.4 普通螺栓連接2 2）受剪螺栓群計算）受剪螺栓群計算,ixyy 1130T

10、xN 10TyiTxNx 112,iyx x 1130TyN 10TxiTyNy 112驗(yàn)算圖示連接是否驗(yàn)算圖示連接是否滿足要求。柱翼緣滿足要求。柱翼緣厚度為厚度為10mm,10mm,連接板連接板厚度為厚度為8mm,8mm,鋼材為鋼材為Q235B,Q235B,荷載設(shè)計值荷載設(shè)計值為為F=150kN,F=150kN,偏心距偏心距為為e=250mm, e=250mm, 粗制螺粗制螺栓栓M22M22【例題2】第三章 鋼結(jié)構(gòu)的連接3.4 普通螺栓連接【解】第三章 鋼結(jié)構(gòu)的連接3.4 普通螺栓連接1.1.將力向形心簡化將力向形心簡化 150 0.25 37.5kN mTFe150kNVF2.2.承載力驗(yàn)

11、算承載力驗(yàn)算 2bvv4bvdNnfbbccNd t f 213.14 22114053.2kN46.5kN4N 122 8 30553.7kN46.5kNN 第三章 鋼結(jié)構(gòu)的連接3.4 普通螺栓連接22221Tx1Tx1F()36.6(13.7 15)46.5kNNNN11Tx22iiTyNxy11Ty22iiTxNxy1F15015kN10FNn437.5 0.1636.6kN1640 10437.5 0.0613.7kN1640 10扭矩作用下扭矩作用下1 1號螺栓受力號螺栓受力3.3.強(qiáng)度驗(yàn)算強(qiáng)度驗(yàn)算b1min46.5kN53.2kNNN滿足滿足22222210 6(4 84 16 )

12、1640mmiixycm2【習(xí)題2】第三章 鋼結(jié)構(gòu)的連接3.4 普通螺栓連接xyo123450100505050100 100t 112t 214F200驗(yàn)算圖示連接是否滿足要驗(yàn)算圖示連接是否滿足要求。鋼材為求。鋼材為Q235B,Q235B,荷載設(shè)荷載設(shè)計值為計值為F=100kN,F=100kN,偏心距為偏心距為e=250mm, Ce=250mm, C級螺栓級螺栓M20M20VFkNTF ekN mm4100100 3003 10【解】將力向形心簡化將力向形心簡化 bbVVVdNnf 24.kN 23 142011404441.單個螺栓承載力單個螺栓承載力bbccNdt f . kN20 12

13、 30573 2第三章 鋼結(jié)構(gòu)的連接3.4 普通螺栓連接2.強(qiáng)度驗(yàn)算強(qiáng)度驗(yàn)算 minmin,bbbVcNNNkN 44TxiiT yNxy 1122TyiiT xNxy 1122. kN 4223 105027 36 504 100.VyVNkNn 110016 76 .TTVxyyNNN 222211154 527 316 7minbkNNkN 7044xyo123450100505050100 100t 112t 214F200. kN 4223 1010054 56 504 100不滿足不滿足( (二二) ) 受拉螺栓連接受拉螺栓連接1. 1. 受力性能受力性能(1)(1)螺桿受拉螺桿受

14、拉(2)(2)連接板脫開連接板脫開螺紋處拉斷螺紋處拉斷連接板屈曲連接板屈曲螺桿抗拉承載力螺桿抗拉承載力連接板剛度連接板剛度2. 2. 承載力計算承載力計算btebtebtfAfdN 42 3. 3. 連接計算連接計算btNNn/ N N作用作用: :第三章 鋼結(jié)構(gòu)的連接3.4 普通螺栓連接M M作用作用: : 假設(shè)假設(shè)轉(zhuǎn)動中和軸在彎矩指向的最下排螺栓轉(zhuǎn)動中和軸在彎矩指向的最下排螺栓處處，則計算，則計算受力最大的螺栓受力最大的螺栓(最外排最外排)滿足：滿足：btiNymMyN 211第三章 鋼結(jié)構(gòu)的連接3.4 普通螺栓連接第三章 鋼結(jié)構(gòu)的連接3.4 對接焊縫計算M M、N N作用作用: :螺栓所

15、分擔(dān)的螺栓所分擔(dān)的N和和M偏心距偏心距e=M/N的大小的大小(2)(2)當(dāng)當(dāng)e e較大時較大時( (圖圖c c，以，以O(shè)點(diǎn)計點(diǎn)計) ) 022ibtiymNeynNNNymNeynNN/minminmaxmax0 minNbtiNymyNeN 211/ max,0 minNO點(diǎn)為眾栓形心點(diǎn)為眾栓形心O點(diǎn)為彎矩指向的最底排螺栓點(diǎn)為彎矩指向的最底排螺栓(1)(1)當(dāng)當(dāng)e e較小時較小時( (圖圖b b，以，以O(shè)點(diǎn)計點(diǎn)計) )第三章 鋼結(jié)構(gòu)的連接3.4 對接焊縫計算( (三三) ) 同時受剪、受拉螺栓連接同時受剪、受拉螺栓連接螺栓計算：螺栓計算：孔壁擠壓計算：孔壁擠壓計算：122 bttbVVNNN

16、Nmax,bcVNN V=250kN，e=120mm，螺栓為，螺栓為C級，級， M20，梁端下梁端下有承托有承托。Q235-B鋼材，試按考慮鋼材，試按考慮承托傳遞全部承托傳遞全部V和和不承受不承受V兩種情況驗(yàn)算此連接。兩種情況驗(yàn)算此連接。N N1t1tN N2t2tN N3t3tN N4t4ty y1 1y y1 1y y2 2y y1 1y y3 3第三章 鋼結(jié)構(gòu)的連接3.4 普通螺栓連接【例題】/,/,/bbtcbvfN mmfN mmfN mm 2221703051401. 承托傳遞全部剪力承托傳遞全部剪力V, 螺栓螺栓群受彎矩作用群受彎矩作用M20，Ae=244.8mm2iMyNy 112（1）單個螺栓抗拉承載力）單個螺栓抗拉承載力（2）單個螺栓最大拉力）單個螺栓最大拉力第三章 鋼結(jié)構(gòu)的連接3.4 普通螺栓連接【解】.VkNMkN m 250250 0 1230bbtetNA f . kN244 8 17041 6()btkNN 6222230 10400202 1002003004002. 不考慮承托傳遞剪力不考慮承托傳遞剪力V（2）單個螺栓受力）單個螺栓受力（1）單個螺栓承載力）單個螺栓承載力tiMyNkNy 1220bvcVNkNNn 2502510()()()().vtbbvtNNNN 222225204441 6第三章 鋼結(jié)構(gòu)