第四章之普栓及高栓連接

1、設(shè)計原理設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)第四章第四章 鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)的連接螺栓連接的構(gòu)造與計算螺栓連接的構(gòu)造與計算本講主要內(nèi)容一、螺栓的種類和排列 二、抗剪普通螺栓連接的工作性能四、抗剪單栓釘承載力設(shè)計值的計算三、抗剪普通螺栓連接的破壞形式五、普通螺栓群抗剪連接計算設(shè)計原理設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)第四章第四章 鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)的連接螺栓連接的構(gòu)造與計算螺栓連接的構(gòu)造與計算一、螺栓的種類1.普通螺栓C級-粗制螺栓，性能等級為4.6或4.8級； 4表示fu400N/mm2, 0.6或0.8表示fy/fu=0.6或0.8；(1mm)類孔，孔徑(do)-栓桿直徑(d) 1.53mm。A、B級-精制螺栓，性能等級

2、為5.6或8.8級; 5或8表示fu500或800N/mm2, 0.6或0.8表示fy/fu=0.6或0.8； (0.25mm)類孔，孔徑(do)-栓桿直徑(d)按其加工精細(xì)程度和強(qiáng)度分為:A、B、C三個級別。46 螺栓連接的構(gòu)造設(shè)計原理設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)第四章第四章 鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)的連接螺栓連接的構(gòu)造與計算螺栓連接的構(gòu)造與計算螺栓等級4.6、4.8級：Q235鋼（C級螺栓）5.6、8.8級：優(yōu)質(zhì)碳素鋼或45號鋼（A、B級螺栓）受力性質(zhì)受剪螺栓 受拉螺栓螺栓孔制作精度普通螺栓的孔徑d0-d =11.5mmI類孔：孔壁粗糙度小，孔徑偏差允許+0.25mm，對應(yīng)A、B級螺栓II類孔：孔壁粗糙

3、度大，孔徑偏差允許+1mm，對應(yīng)C級螺栓設(shè)計原理設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)第四章第四章 鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)的連接螺栓連接的構(gòu)造與計算螺栓連接的構(gòu)造與計算2.高強(qiáng)度螺栓由45號、40B和20MnTiB鋼加工而成，并經(jīng)過熱處理45號8.8級； 40B和20MnTiB10.9級 （a a）大六角頭螺栓）大六角頭螺栓 （b b）扭剪型螺栓）扭剪型螺栓設(shè)計原理設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)第四章第四章 鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)的連接螺栓連接的構(gòu)造與計算螺栓連接的構(gòu)造與計算高強(qiáng)度螺栓分類： 根據(jù)確定承載力極限的原則不同，分為高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接和高強(qiáng)度螺栓承壓型連接?？讖剑耗Σ列瓦B接的高強(qiáng)度螺栓:d0-d=1.5-2.0mm；

4、承壓型連接的高強(qiáng)度螺栓:d0-d=1.0-1.5mm。二、螺栓的排列設(shè)計原理設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)第四章第四章 鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)的連接螺栓連接的構(gòu)造與計算螺栓連接的構(gòu)造與計算1.并列簡單、整齊、緊湊所用連接板尺寸小，但構(gòu)件截面削弱大；B B 錯列錯列A A 并列并列栓距栓距線距線距邊距邊距邊距邊距端距端距2.錯列排列不緊湊，所用連接板尺寸大，但構(gòu)件截面削弱??； 設(shè)計原理設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)第四章第四章 鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)的連接螺栓連接的構(gòu)造與計算螺栓連接的構(gòu)造與計算2.螺栓排列應(yīng)考慮的因素（1）受力要求（規(guī)定了最大最小值） A.端距2d0( 為孔徑),防止鋼板被剪斷。（順力方向） C.受壓時，

5、栓距不宜太大，防止板件間發(fā)生張口或鼓曲現(xiàn)象。 （順力方向）B.受拉時,線距不宜太小,防止截面削弱過多,鋼板發(fā)生強(qiáng)度破壞。（垂直力方向）(2) 施工要求 （規(guī)定最小值） 要保證有一定空間，便于用扳手?jǐn)Q緊螺帽。根據(jù)扳手尺寸和工人的施工經(jīng)驗(yàn)。設(shè)計原理設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)第四章第四章 鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)的連接螺栓連接的構(gòu)造與計算螺栓連接的構(gòu)造與計算根據(jù)上述三方面的要求，規(guī)范規(guī)定了螺栓排列的最大、最小容許距離。（見P73表4-3）(3) 構(gòu)造要求 （規(guī)定了最大值） 螺栓的栓距、中距及邊距不宜過大，否則鋼板間不能緊密貼合，潮氣侵入縫隙使鋼材銹蝕。設(shè)計原理設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)第四章第四章 鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)

6、的連接螺栓連接的構(gòu)造與計算螺栓連接的構(gòu)造與計算端距端距端距端距中距中距邊距邊距線距線距3d02d03d01.5d01.5d03d03d02d0端距端距邊距邊距1.5d0(1.2d0)2d02d01.5d03d0端距端距并列并列錯列錯列設(shè)計原理設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)第四章第四章 鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)的連接螺栓連接的構(gòu)造與計算螺栓連接的構(gòu)造與計算螺栓排列的最大、最小容許距離設(shè)計原理設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)第四章第四章 鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)的連接螺栓連接的構(gòu)造與計算螺栓連接的構(gòu)造與計算4 47 7 普通螺栓連接計算普通螺栓連接計算一、螺栓連接的受力形式FNA 只受剪力B 只受拉力C 剪力和拉力共同作用F設(shè)計原

7、理設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)第四章第四章 鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)的連接螺栓連接的構(gòu)造與計算螺栓連接的構(gòu)造與計算 二、普通螺栓抗剪連接（一）工作性能和破壞形式 1.工作性能 對圖示螺栓連接做抗剪試驗(yàn),即可得到板件上a、b兩點(diǎn)相對位移和作用力N的關(guān)系曲線,該曲線清楚的揭示了抗剪螺栓受力的四個階段,即： NO1234NNabNN/2N/2設(shè)計原理設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)第四章第四章 鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)的連接螺栓連接的構(gòu)造與計算螺栓連接的構(gòu)造與計算(1)摩擦傳力的彈性階段(01段) 直線段連接處于彈性狀態(tài)； 該階段較短摩擦力較小。 (2)滑移階段(12段) 克服摩擦力后，板件間突然發(fā)生水平滑移，最大滑移量為栓孔和栓

8、桿間的距離，表現(xiàn)在曲線上為水平段。abNN/2N/2NO1234設(shè)計原理設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)第四章第四章 鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)的連接螺栓連接的構(gòu)造與計算螺栓連接的構(gòu)造與計算NO1234abNN/2N/2 (3)栓桿傳力的彈塑性階段(23段) 該階段主要靠栓桿與孔壁的接觸傳力。栓桿受剪力、拉力、彎矩作用，孔壁受擠壓。由于材料的彈性以及栓桿拉力增大所導(dǎo)致的板件間摩擦力的增大，N-關(guān)系以曲線狀態(tài)上升。 設(shè)計原理設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)第四章第四章 鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)的連接螺栓連接的構(gòu)造與計算螺栓連接的構(gòu)造與計算 (4)塑性階段(34段) 達(dá)到3后，即使給荷載以很小的增量，連接的剪切變形迅速增大，直到連接破

9、壞。 4點(diǎn)（曲線的最高點(diǎn)）即為普通螺栓抗剪連接的極限承載力Nu。NO1234abNN/2N/2Nu設(shè)計原理設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)第四章第四章 鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)的連接螺栓連接的構(gòu)造與計算螺栓連接的構(gòu)造與計算剪力作用下螺栓群受力狀態(tài)2.螺栓受力特點(diǎn)：各螺栓受力兩端大，中間??；當(dāng)外力繼續(xù)增大，達(dá)到塑性階段時，各螺栓承擔(dān)的荷載逐漸接近，最后趨于相等直到破壞。說明：1.抗剪普通螺栓的極限狀態(tài)：以彈塑性階段的末尾階段作為計算的極限狀態(tài)。在此階段。設(shè)計原理設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)第四章第四章 鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)的連接螺栓連接的構(gòu)造與計算螺栓連接的構(gòu)造與計算2.2.破壞形式破壞形式（1）螺栓桿被剪壞 栓桿較細(xì)而板

10、件較厚時（2）孔壁的擠壓破壞 栓桿較粗而板件較薄時（3）板件被拉斷 截面削弱過多時 以上破壞形式予以計算解決。N/2NN/2NNNN設(shè)計原理設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)第四章第四章 鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)的連接螺栓連接的構(gòu)造與計算螺栓連接的構(gòu)造與計算（4）板件端部被剪壞(拉豁) 端矩過小時；端矩不應(yīng)小于2dONN（5）栓桿彎曲破壞 螺栓桿過長；栓桿長度不應(yīng)大于5d這這兩兩種種破破壞壞構(gòu)構(gòu)造造解解決決N/2NN/2(6) P75圖圖4-46（f）設(shè)計原理設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)第四章第四章 鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)的連接螺栓連接的構(gòu)造與計算螺栓連接的構(gòu)造與計算（二）抗剪單個普通螺栓的設(shè)計承載力計算應(yīng)使單個螺栓承受的荷

11、載單個螺栓的設(shè)計承載力。1.栓桿本身的抗剪承載力設(shè)計值螺栓桿剪切破壞（1）計算假定：剪應(yīng)力在螺栓桿截面上均勻分布。（2）計算公式：d設(shè)計原理設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)第四章第四章 鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)的連接螺栓連接的構(gòu)造與計算螺栓連接的構(gòu)造與計算NN/2N/2t2t1t3NNt2t1Nt1VNV1V2t1設(shè)計原理設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)第四章第四章 鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)的連接螺栓連接的構(gòu)造與計算螺栓連接的構(gòu)造與計算Chapter03inside_03_07_03.htm d螺桿直徑；fvb 螺栓的抗剪強(qiáng)度設(shè)計值。24bbv vvdNn f24bbv vvdNn f24bbvvvdN n f24bbv vvd

12、Nn fnv受剪面數(shù)；設(shè)計原理設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)第四章第四章 鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)的連接螺栓連接的構(gòu)造與計算螺栓連接的構(gòu)造與計算2.孔壁承壓承載力設(shè)計值 （1）計算假定：承壓面在直徑面上且應(yīng)力均勻分布。（2）計算公式：幻燈片 23孔壁承壓破壞NNt2t1幻燈片幻燈片 24Nt1C設(shè)計原理設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)第四章第四章 鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)的連接螺栓連接的構(gòu)造與計算螺栓連接的構(gòu)造與計算t2t1幻燈片幻燈片 22設(shè)計原理設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)第四章第四章 鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)的連接螺栓連接的構(gòu)造與計算螺栓連接的構(gòu)造與計算NN/2N/2t2t1t3Nt1Ct2Nt3C1C2設(shè)計原理設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)第

13、四章第四章 鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)的連接螺栓連接的構(gòu)造與計算螺栓連接的構(gòu)造與計算（2）計算公式：bbccN dtf 同一方向承壓構(gòu)件較小總厚度； t,bbvcff螺栓抗剪、抗壓強(qiáng)度設(shè)計值。bbccNdtfbbccN dtf 設(shè)計原理設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)第四章第四章 鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)的連接螺栓連接的構(gòu)造與計算螺栓連接的構(gòu)造與計算 由破壞形式知抗剪螺栓的承載力取決于螺栓桿受剪和孔壁承壓兩種情況，故抗剪單栓承載力由以下兩式?jīng)Q定:m inm in(4 4 4 )bbbvcNN N，一個抗剪普通螺栓的承載力設(shè)計值：2(4 4 2 )4bbvvvdN nf單栓抗剪設(shè)計承載力：bbcc(4 43 )N d t

14、f單栓承壓設(shè)計承載力：設(shè)計原理設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)第四章第四章 鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)的連接螺栓連接的構(gòu)造與計算螺栓連接的構(gòu)造與計算剪切面數(shù)目nv和t的取值應(yīng)分析確定。 以上公式宜用于較簡單的搭接連接或?qū)舆B接，若遇到較復(fù)雜的螺栓連接時設(shè)計原理設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)第四章第四章 鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)的連接螺栓連接的構(gòu)造與計算螺栓連接的構(gòu)造與計算4 vn四四剪剪：N/2N/3N/3N/3N/2思考：左邊情況與上面兩思考：左邊情況與上面兩種情況有何不同？注意不種情況有何不同？注意不能直接用公式計算，為什能直接用公式計算，為什么？么？2 vn雙雙剪剪：NN/2N/2t1t2t31 vn單單剪剪：NNt2t1

15、剪切面數(shù)目剪切面數(shù)目nv和和t的取值的取值21t ,tmint 231t ,ttmint設(shè)計原理設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)第四章第四章 鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)的連接螺栓連接的構(gòu)造與計算螺栓連接的構(gòu)造與計算三、 普通螺栓群抗剪連接計算1、普通螺栓群軸心力作用下抗剪計算 N/2Nl1N/2計算思路：將螺栓群受力在單個栓釘上進(jìn)行分配，求得一個栓釘所受的外剪力N1求一個栓釘所具有的抗力即校核： N1bminVNbminVN設(shè)計原理設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)第四章第四章 鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)的連接螺栓連接的構(gòu)造與計算螺栓連接的構(gòu)造與計算N/2Nl1N/2平均值螺栓的內(nèi)力分布 試驗(yàn)證明,栓群在軸力作用下各個螺栓的內(nèi)力沿栓群

16、長度方向不均勻，兩端大,中間小。 當(dāng)l115d0(d0為孔徑)時，連接進(jìn)入彈塑性工作狀態(tài)后，內(nèi)力重新分布，各個螺栓內(nèi)力趨于相同，故設(shè)計時假定N由各螺栓均擔(dān)，即求一個栓釘所受的外剪力N1nNN1 設(shè)計原理設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)第四章第四章 鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)的連接螺栓連接的構(gòu)造與計算螺栓連接的構(gòu)造與計算bminNNn 即連接所需螺栓數(shù)為： 當(dāng)l115d0(d0為孔徑)時，連接進(jìn)入彈塑性工作狀態(tài)后，即使內(nèi)力發(fā)生重分布,各螺栓受力也難以均勻，而是端部螺栓首先達(dá)到極限強(qiáng)度而破壞，然后依次向里破壞。由試驗(yàn)可得連接的抗剪強(qiáng)度折減系數(shù)與l1/d0的關(guān)系曲線，我國規(guī)范規(guī)定：設(shè)計原理設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)第四章第四

17、章 鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)的連接螺栓連接的構(gòu)造與計算螺栓連接的構(gòu)造與計算當(dāng)當(dāng) 時，時， 1010015601.1150ldldd10600.7ld當(dāng)當(dāng) 時，時， 以上折減系數(shù)同樣適用于高強(qiáng)度螺栓或鉚釘?shù)拈L以上折減系數(shù)同樣適用于高強(qiáng)度螺栓或鉚釘?shù)拈L列連接。列連接。試驗(yàn)曲線試驗(yàn)曲線（8.88.8級級 M22M22）我國規(guī)范我國規(guī)范1.00.750.50.250 20 40 60 80l l1 1/d/d0 0設(shè)計原理設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)第四章第四章 鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)的連接螺栓連接的構(gòu)造與計算螺栓連接的構(gòu)造與計算校核：校核： N1bminVN 設(shè)計設(shè)計：求連接所需螺栓數(shù)為：求連接所需螺栓數(shù)為m in(

18、4 46)bNnN板件的凈截面驗(yàn)算板件的凈截面驗(yàn)算 普通螺栓群軸心力作用下，為了防止板件被拉普通螺栓群軸心力作用下，為了防止板件被拉斷尚應(yīng)進(jìn)行板件的凈截面驗(yàn)算。斷尚應(yīng)進(jìn)行板件的凈截面驗(yàn)算。第四章之板強(qiáng)度計第四章之板強(qiáng)度計算算.ppt.ppt設(shè)計原理設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)第四章第四章 鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)的連接螺栓連接的構(gòu)造與計算螺栓連接的構(gòu)造與計算2.計算假定：計算假定：被連接件為絕對剛性，螺栓被連接件為絕對剛性，螺栓為彈性體；為彈性體；在扭矩作用下各螺栓均繞栓在扭矩作用下各螺栓均繞栓群中心群中心O旋轉(zhuǎn)，各螺栓所受旋轉(zhuǎn)，各螺栓所受剪力剪力方向方向與該螺栓和中心與該螺栓和中心O的連線垂的連線垂直，直

19、，大小大小則與該連接線的距離則與該連接線的距離r成正比?；脽羝烧?。幻燈片36Toyx3121.計算每個螺栓承受扭矩引起的剪力計算每個螺栓承受扭矩引起的剪力2.扭矩作用下螺栓群的抗剪計算扭矩作用下螺栓群的抗剪計算1 T2 Tn T12niTiNN NNkr rrr （k為常數(shù)）為常數(shù)）1 T 2 Tn T1 2ni TiNNNNkrr r r 1 T 2 Tn T12niTiNNNNkr r r r 設(shè)計原理設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)第四章第四章 鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)的連接螺栓連接的構(gòu)造與計算螺栓連接的構(gòu)造與計算根據(jù)假定有: 代入上式得：1324oyx設(shè)計原理設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)第四章第四章 鋼結(jié)構(gòu)

20、的連接鋼結(jié)構(gòu)的連接螺栓連接的構(gòu)造與計算螺栓連接的構(gòu)造與計算221211iiiTyxTrrTrN 螺栓螺栓“1”離形心最遠(yuǎn)是危險螺栓離形心最遠(yuǎn)是危險螺栓, ,聯(lián)合（聯(lián)合（c c）和（）和（b b）得最大剪力得最大剪力N1T將將N1T分解為水平和豎直分力：分解為水平和豎直分力：1111T x1T2221iiiyTyTyNNrrxy 1111Ty1T2221iiixTxTxNNrrxy123oyx1y1x221211iiiTyxTrrTrNTy1NTx1N設(shè)計原理設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)第四章第四章 鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)的連接螺栓連接的構(gòu)造與計算螺栓連接的構(gòu)造與計算如果如果y13x1，則可假定，則可假定x

21、i=0 ，由此得，由此得 N1Ty=0，11Tx2iTyNyxi第第i個螺栓中心的個螺栓中心的x坐標(biāo)坐標(biāo)yi第第i個螺栓中心的個螺栓中心的y坐標(biāo)坐標(biāo)123oyx1y1xTx1NTy1N設(shè)計原理設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)第四章第四章 鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)的連接螺栓連接的構(gòu)造與計算螺栓連接的構(gòu)造與計算=+3.偏心剪力作用下螺栓群的抗剪計算偏心剪力作用下螺栓群的抗剪計算1.力向栓群形心簡化剪力V=F、扭矩T=Fe設(shè)計原理設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)第四章第四章 鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)的連接螺栓連接的構(gòu)造與計算螺栓連接的構(gòu)造與計算2.求單栓受力扭矩T作用1122TxTyNxy1122TyTxNxy12oyx剪力F作用判斷

22、危險栓：3Ty1NTy3NTx1NTx3NT1NTx1NTy1NF1NyF1NnF危險栓1合力求單栓受力2Fy1Ty12Tx11NNNN1或3號設(shè)計原理設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)第四章第四章 鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)的連接螺栓連接的構(gòu)造與計算螺栓連接的構(gòu)造與計算4.驗(yàn)算；3.求單栓承載力設(shè)計值 m in,bbbvvcNN N思考題：若軸力、剪力和扭矩同時作用在連接上，如何驗(yàn)算連接強(qiáng)度？剪力栓釘例題.pptN 22111 11TNTv bxx yy vN N NN N N12oyx1122TyT xNx y 2211111 TNTvbxxyyvNNNNNN設(shè)計原理設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)第四章第四章 鋼結(jié)構(gòu)的連

23、接鋼結(jié)構(gòu)的連接螺栓連接的構(gòu)造與計算螺栓連接的構(gòu)造與計算本講小結(jié)一、了解栓釘連接的構(gòu)造二、掌握抗剪普通螺栓的工作性能三、掌握抗剪普通螺栓的破壞形式及保證措施四、掌握抗剪單栓釘承載力設(shè)計值的計算五、掌握普通螺栓群抗剪連接的計算原理設(shè)計原理設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)第四章第四章 鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)的連接螺栓連接的構(gòu)造與計算螺栓連接的構(gòu)造與計算本講主要內(nèi)容一、普通螺栓群抗拉連接的工作性能及破壞形式 二、普通螺栓群抗拉連接的計算設(shè)計原理設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)第四章第四章 鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)的連接螺栓連接的構(gòu)造與計算螺栓連接的構(gòu)造與計算1.普通螺栓抗拉連接的工作性能 抗拉螺栓連接在外力作用下，連接板件接觸面有脫開

24、趨勢，螺栓桿受桿軸方向拉力作用，以栓桿被拉斷為其破壞形式。2.單個普通螺栓的抗拉承載力設(shè)計值式中：式中：A Ae e-螺栓的有效截面面積；螺栓的有效截面面積； d de e-螺栓的有效直徑；螺栓的有效直徑； f ft tb b-螺栓的抗拉強(qiáng)度設(shè)計值。螺栓的抗拉強(qiáng)度設(shè)計值。btN24eedA btf24eedA btf四、普通螺栓的抗拉連接N設(shè)計原理設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)第四章第四章 鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)的連接螺栓連接的構(gòu)造與計算螺栓連接的構(gòu)造與計算dedndmd公式的兩點(diǎn)說明：公式的兩點(diǎn)說明：（1）螺栓的有效截面面積 因栓桿上的螺紋為斜方向的，所以公式取的是有效直徑de而不是凈直徑dn，現(xiàn)行國家標(biāo)

25、準(zhǔn)?。?33()(4 59)24eddtt 螺距設(shè)計原理設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)第四章第四章 鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)的連接螺栓連接的構(gòu)造與計算螺栓連接的構(gòu)造與計算(2）螺栓垂直連接件的剛度對螺栓抗拉承載力影響 螺桿中的拉力增加（撬力Q）并產(chǎn)生彎曲現(xiàn)象。連接件剛度越小撬力越大。2NQQNtNt螺栓實(shí)際所受拉力A、螺栓受拉時，一般是通過與螺桿垂直的板件傳遞，即螺桿并非軸心受拉，當(dāng)連接板件發(fā)生變形時，螺栓有被撬開的趨勢（杠桿作用），使2N設(shè)計原理設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)第四章第四章 鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)的連接螺栓連接的構(gòu)造與計算螺栓連接的構(gòu)造與計算B.規(guī)范中采取的措施：試驗(yàn)證明影響撬力的因素較多，其大小難以確定，

26、規(guī)范采取簡化計算的方法，將螺栓的抗拉強(qiáng)度設(shè)計值取 =0.8f（f螺栓鋼材的抗拉強(qiáng)度設(shè)計值）來考慮其影響。btfC.設(shè)計中采取的措施：采取一些構(gòu)造措施,如適當(dāng)加厚鋼板或設(shè)置加勁肋，加強(qiáng)連接件的剛度,以減小螺栓中的附加力。設(shè)計原理設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)第四章第四章 鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)的連接螺栓連接的構(gòu)造與計算螺栓連接的構(gòu)造與計算設(shè)計原理設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)第四章第四章 鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)的連接螺栓連接的構(gòu)造與計算螺栓連接的構(gòu)造與計算3.普通螺栓群的軸拉設(shè)計（1）設(shè)計螺栓數(shù)：一般假定每個螺栓均勻受力，因此，連接所需的螺栓數(shù)為：(46 1 )btNnNN（2）驗(yàn)算連接的強(qiáng)度：nNbtN（3）軸心受拉的幾

27、種情況設(shè)計原理設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)第四章第四章 鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)的連接螺栓連接的構(gòu)造與計算螺栓連接的構(gòu)造與計算a圖中構(gòu)件拉力N垂直于端板并通過螺栓群形心。b圖中構(gòu)件拉力N通過螺栓形心但與端板成 角，其豎向分力由承托板傳遞，而水平分力使螺栓群受拉。HVN設(shè)計原理設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)第四章第四章 鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)的連接螺栓連接的構(gòu)造與計算螺栓連接的構(gòu)造與計算4.彎矩作用下螺栓群的抗拉計算彎矩作用下螺栓群的抗拉計算受力分析并分析轉(zhuǎn)動軸位置：螺栓群承受彎矩時，各個螺栓均為受拉。O15OOM設(shè)計原理設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)第四章第四章 鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)的連接螺栓連接的構(gòu)造與計算螺栓連接的構(gòu)造與計算求螺

28、栓上的最大拉力幻燈片 53計算假定：假定螺栓群的轉(zhuǎn)動軸在彎矩指向一側(cè)最外排螺栓處，每個螺栓所受拉力與它到轉(zhuǎn)動軸的距離成正比。 彎矩平衡條件：1M1yN2M2yN nMiMyNyNninM2M1MyNyNyNMn21 設(shè)計原理設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)第四章第四章 鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)的連接螺栓連接的構(gòu)造與計算螺栓連接的構(gòu)造與計算 最頂排螺栓（1號）所受的拉力最大，由計算假定得將它們代入平衡條件得1M1yN2M2yN nMiMyNyNniM2N21M1yyN n1MMyyNN1nnM2M1MyNyNyNMn21 設(shè)計原理設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)第四章第四章 鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)的連接螺栓連接的構(gòu)造與計算螺栓連

29、接的構(gòu)造與計算驗(yàn)算btN？M1N2n22211MyyyyNM1 n1i2i1yyMM1N15OOM1y1y設(shè)計原理設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)第四章第四章 鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)的連接螺栓連接的構(gòu)造與計算螺栓連接的構(gòu)造與計算受力分析：軸心拉力NF，彎矩MFe假定轉(zhuǎn)動軸位置：計算時先假定螺栓群的轉(zhuǎn)動軸在栓群中心位置O處，按小偏心計算出彎矩指向一側(cè)最外排螺栓的拉力：五、偏心拉力作用下螺栓群的抗拉計算y1Oy2y3y4MFN12345設(shè)計原理設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)第四章第四章 鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)的連接螺栓連接的構(gòu)造與計算螺栓連接的構(gòu)造與計算情況一：當(dāng)Nmin0時,說明全部螺栓受拉,按小偏心計算結(jié)果有效，說明轉(zhuǎn)動軸位置正確。求螺栓群中所受最大拉力Ntmax 并驗(yàn)算y1Oy2y3y41m in2iM yNNnyb1maxt2iMyNNNny124535設(shè)計原理設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)第四章第四章 鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)的連接螺栓連接的構(gòu)造與計算螺栓連接的構(gòu)造與計算當(dāng)Nmin0拉力栓群單栓受力：拉力栓群單栓受力：判斷大小偏心（判斷大小偏心（N，M）22 2 2 2 21m a x22 ( 4 0 03 2 02 4 0 1 6 08 0 )7 0 4 0 0