第6章 钢结构的连接.ppt

1、抗剪螺栓连接 （1）轴心力作用下的抗剪计算 试验证明,栓群在轴心受剪时，长度方向上各螺栓的受力并不均匀，而是两端大,中间小。 l1 N N/2 N/2 平均值 图6.6.2 6.6.2 普通螺栓连接计算 当l1≤15d0 d0为孔径 时，连接进入弹塑性工作状态后，内力发生重分布，各螺栓受力趋于相同，故设计时假定N 由各螺栓平均分担。 即连接所需螺栓数为： 当l1 15d0 d0为孔径 时，连接进入弹塑性工作状态后，即使内力发生重分布,各螺栓受力也难以均匀，而是端部螺栓首先达到极限强度而破坏，然后依次向里破坏。由试验可得连接的抗剪强度折减系数η与l1/d0的关系曲线，我国规范规定： 当 时， 当 时， 由于螺栓孔削弱了板件的截面，为了防止板件在净截面上被拉断，还需要验算净截面的强度： F作用下每个螺栓平均受力，则 （2）偏心作用下的抗剪计算 e F F + T O r1 x1 y1 y2 N1Tx N1Ty N1T Nt 2 1 F作用 扭矩T作用 图3.7.4 栓群在扭矩T Fe作用下，每个螺栓均受剪，按弹性设计法计算的基本假设如下： ① 连接件绝对刚性, 螺栓弹性； ② 连接板件绕栓群形心转动，各螺栓所受剪力大小与该螺栓至形心距离ri成正比，方向则与它和形心的连线垂直。 “1”号螺栓距形心最远，因此，其所受剪力最大。 计算公式推导如下： 设各螺栓至螺栓群形心O的距离为r1 、r2 、r3 …，rn，各螺栓承受的分力分别为N1T、 N2T、N3T …， NnT，根据平衡条件得： 将上式代回 a ，得用k表达的T式： 由假设②得到， （k为常数） （a） （b） （c） 螺栓“1”离形心最远是危险螺栓,联合（c）和（b）得最大剪力N1T 将N1T分解为水平和竖直分力： xi—第i个螺栓中心的x坐标 yi—第i个螺栓中心的y坐标 受力最大螺栓“1”所受的合力为: 如果y1≥3x1，则可假定xi 0 ， 由此得N1Ty 0， 则计算式为： 2、抗拉螺栓连接 当外力通过螺栓群形心时,一般假定每个螺栓均匀受力，因此，连接所需的螺栓数为： 式中： Ntb为单个普通螺栓的抗拉承载力设计值 在弯矩M作用下，被连接件有顺弯 矩M作用方向旋转的趋势，因此螺栓 受拉。 N 图6.6.8 （1）轴心力作用下的抗拉计算 （2）弯矩作用下的抗拉计算 按弹性设计，其假定为： ①连接板件绝对刚性，螺栓为弹性； ②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成正比。 图6.6.9 普通螺栓弯矩受拉 V M 刨平顶紧 承托（板） y1 y2 y3 N2 N3 O c N1 中和轴 受压区 b×c b c 显然， 受拉力最大螺栓为距中和轴最远的‘1’号螺栓。 由力矩平衡可得： 螺栓最大内力为： 式中 m ——螺栓排列的纵列数 弯矩作用下，螺栓受力为： （1）假定支托仅在安装时起临时支撑作用，剪力V不通过支托传递。此时螺栓承受弯矩M Ve和剪力V作用。 N V e 图3.7.11 3、同时承受剪力和拉力的螺栓连接 （1）轴心力作用下的抗拉计算 在剪力作用下，螺栓受力为： NVb——单个螺栓抗剪承载力设计值； Ncb——单个螺栓承压承载力设计值 Ntb——单个螺栓抗拉承载力设计值； Nv 、Nt——单个螺栓承受的最大剪力和拉力设计值。 剪力和拉力共同作用下，应满足相关公式： （2）假定剪力V由支托承受，弯矩M由螺栓承受，螺栓承受的拉力按下式计算： 式中 α ——考虑焊缝 对宽度的影响，其值取1.25~1.35 第6.7节 高强度螺栓连接 1. 高强度螺栓连接的工作性能2. 高强度螺栓群的抗剪计算 3. 高强度螺栓群的抗拉计算 1. 掌握高强度螺栓的类型和工作特点 本节目录 基本要求 2. 掌握高强度螺栓的计算方法 6.7.1 高强度螺栓连接工作原理 1 高强度螺栓的类型 高强度螺栓的性能等级可以划分为两类：10.9级和8.8级。 按受力特征上高强度螺栓分为两类： 摩擦型高强度螺栓—通过板件间摩擦力传递内力，破坏准则为摩擦力被克服； 承压型高强度螺栓—受力特征与普通螺栓类似。在外力的作用下螺栓承受剪力和拉力。 6.7.1.1 高强度螺栓摩擦型连接 1、高强度螺栓摩擦型抗剪连接 单个摩擦型高强度螺栓抗剪承载力设计值: 　　0.9—抗力分项系数? R的倒数 ? R 1.11