鋼結(jié)構(gòu)連接計算VIP

連接Connections 焊縫連接 螺栓連接 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理DesignPrinciplesofSteelStructure 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理DesignPrinciplesofSteelStructure 連接 Chapter7Connections 1鋼結(jié)構(gòu)的連接 連接的方式焊縫連接 鉚釘連接和螺栓連接 連接的原則安全可靠 傳力明確 構(gòu)造簡單 制造方便和節(jié)約鋼材 圖1 1連接的方式 螺栓連接 鉚釘連接 焊接連接 焊縫連接 螺栓連接 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理DesignPrinciplesofSteelStructure 優(yōu)點 構(gòu)造簡單 用料經(jīng)濟(jì) 連接的密閉性好 結(jié)構(gòu)剛度大 缺點 焊接高溫作用 材質(zhì)變脆 殘余應(yīng)力殘余變形 優(yōu)點 連接對材質(zhì)的影響不大 連接質(zhì)量穩(wěn)定 連接的強(qiáng)度較高 缺點 截面削弱 浪費材料 連接 Chapter7Connections 連接 Chapter7Connections 1 焊縫形式 分為對接焊縫和角焊縫 對接焊縫按受力與焊縫方向分 1 正對接焊縫 a 作用力方向與焊縫方向正交 2 斜對接焊縫 b 作用力方向與焊縫方向斜交 角焊縫按受力與焊縫方向分 1 正面角焊縫 c 作用力方向與焊縫長度方向垂直 2 側(cè)面角焊縫 c 作用力方向與焊縫長度方向平行 3 斜焊縫 c 作用力方向與焊縫方向斜交 2焊縫連接形式及焊縫形式 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理DesignPrinciplesofSteelStructure 連接 Chapter7Connections 1 對接焊縫 2 角焊縫 圖2 6焊縫分類 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理DesignPrinciplesofSteelStructure 連接 Chapter7Connections 平焊 立焊 橫焊和仰焊 焊縫按施工位置分為 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理DesignPrinciplesofSteelStructure 連接 Chapter7Connections 3 焊縫缺陷及焊縫質(zhì)量檢驗 1 焊縫缺陷焊縫缺陷指焊接過程中產(chǎn)生于焊縫金屬或附近熱影響區(qū)鋼材表面或內(nèi)部的缺陷 常見的缺陷有裂紋 焊瘤 燒穿 弧坑 氣孔 夾渣 咬邊 未熔合 未焊透等 以及焊縫尺寸不符合要求 焊縫成形不良等 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理DesignPrinciplesofSteelStructure 連接 Chapter7Connections 2 焊縫質(zhì)量檢驗 外觀檢查 檢查外觀缺陷和幾何尺寸 內(nèi)部無損檢驗 檢驗內(nèi)部缺陷 超聲波檢驗 X射線或r射線透照或拍片 鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范 GB50205 2001規(guī)定焊縫按其檢驗方法和質(zhì)量要求分為一級 二級和三級 三級焊縫只要求對全部焊縫作外觀檢查且符合三級質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 一級 二級焊縫則除外觀檢查外 還要求一定數(shù)量的超聲波探傷檢驗 超聲波探傷不能對缺陷作出判斷時 應(yīng)采用射線探傷檢驗 并應(yīng)符合國家相應(yīng)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的要求 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理DesignPrinciplesofSteelStructure 連接 Chapter7Connections 3 焊縫代號 表2 1焊縫代號 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理DesignPrinciplesofSteelStructure 連接 Chapter7Connections 3對接焊縫的構(gòu)造和計算 3 1對接焊縫的構(gòu)造 1為防止熔化金屬流淌必要時可在坡口下加墊板 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理DesignPrinciplesofSteelStructure 連接 Chapter7Connections 2 在焊縫的起滅弧處 常會出現(xiàn)弧坑等缺陷 故焊接時可設(shè)置引弧板和引出板 焊后將它們割除 對接焊縫的起弧和落弧點 常因不能熔透而出現(xiàn)焊口 形成類裂紋和應(yīng)力集中 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理DesignPrinciplesofSteelStructure 連接 Chapter7Connections 3 在對接焊縫的拼接處 當(dāng)焊件的寬度不同或厚度相差4mm以上時 應(yīng)分別在寬度方向或厚度方向從一側(cè)或兩側(cè)做成坡度不大于1 2 5的斜角 以使截面過渡和緩 減小應(yīng)力集中 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理DesignPrinciplesofSteelStructure 連接 Chapter7Connections 4 對接焊縫的強(qiáng)度 1 受壓 受剪的對接焊縫與母材強(qiáng)度相等 2 三級檢驗的焊縫允許存在的缺陷較多 故其抗拉強(qiáng)度為母材強(qiáng)度的85 3 一 二級檢驗的焊縫的抗拉強(qiáng)度可認(rèn)為與母材強(qiáng)度相等 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理DesignPrinciplesofSteelStructure 連接 Chapter7Connections 3 2對接焊縫的計算 1 軸心受力的對接焊縫 圖3 5直對接焊縫連接 3 1 lw 焊縫計算長度 t 連接件的較小厚度 對T形接頭為腹板的厚度 ftw fcw 對接焊縫的抗拉 抗壓強(qiáng)度設(shè)計值 1 對lw的取值 考慮到起落弧缺陷的影響 無引弧板時 焊縫計算長度取實際長度減去2t 有引弧板時 取實際長度 2 在一般加引弧板施焊的情況下 所有受壓 受剪的對接焊縫以及受拉的一 二級焊縫 均與母材等強(qiáng) 不用計算 3 直對接焊縫需要計算焊縫強(qiáng)度的只有兩種情況 a 沒有引弧板時需要計算 b 受拉情況下的三級焊縫 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理DesignPrinciplesofSteelStructure 連接 Chapter7Connections 2 承受彎矩和剪力聯(lián)合作用的對接焊縫 焊縫內(nèi)應(yīng)力分布同母材 焊縫截面是矩形 正應(yīng)力與剪應(yīng)力圖形分布分別為三角形與拋物線形 其最大值應(yīng)分別滿足下列強(qiáng)度條件 3 5 3 4 圖3 7a彎矩和剪力共同作用下的對接焊縫 M 焊縫承受的彎矩 Ww 焊縫截面模量 V 焊縫承受的剪力 Iw 焊縫計算截面慣性矩 Sw 計算剪應(yīng)力處以上 或以下 焊縫計算截面對中和軸的面積矩 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理DesignPrinciplesofSteelStructure 連接 Chapter7Connections 對于工字形或T形截面除應(yīng)分別驗算最大正應(yīng)力與最大剪應(yīng)力外 還應(yīng)驗算腹板與翼緣交接處的折算應(yīng)力 3 6 式中 1 1 為腹板與翼緣交接處的正應(yīng)力和剪應(yīng)力 1 1為考慮到最大折算應(yīng)力只在局部出現(xiàn) 而將強(qiáng)度設(shè)計值適當(dāng)提高系數(shù) 圖3 7b彎矩和剪力聯(lián)合作用下的對接焊縫 工字形截面梁在彎曲時 彎曲正應(yīng)力主要由上 下翼緣承擔(dān) 剪應(yīng)力主要由腹板承擔(dān) 這使得截面上各處的材料能達(dá)到充分的利用 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理DesignPrinciplesofSteelStructure 連接 Chapter7Connections 3 受軸力 彎矩和剪力聯(lián)合作用的對接焊縫 軸力和彎矩作用下對接焊縫產(chǎn)生正應(yīng)力 剪力作用下產(chǎn)生剪應(yīng)力 其計算公式為 3 4 3 5 同樣對于工字形 箱形截面 還要計算腹板與翼緣交界處的折算應(yīng)力 其公式為 3 6 式中 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理DesignPrinciplesofSteelStructure 連接 Chapter7Connections 對接焊縫的計算除考慮焊縫長度是否減少 焊縫強(qiáng)度要否折減外 對接焊縫的計算方法與母材的強(qiáng)度計算完全相同 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理DesignPrinciplesofSteelStructure 連接 Chapter7Connections 例3 1 計算工字形截面牛腿與鋼柱連接的對接焊縫強(qiáng)度 F 550kN 設(shè)計值 偏心距e 300mm 鋼材為Q235B 焊條E43型 手工焊 焊縫為三級標(biāo)準(zhǔn) 上 下翼緣加引弧板和引出板施焊 例3 1圖 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理DesignPrinciplesofSteelStructure 連接 Chapter7Connections a 最大正應(yīng)力 解 截面幾何特征值和內(nèi)力 b 最大剪應(yīng)力 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理DesignPrinciplesofSteelStructure 連接 Chapter7Connections c 1 點的折算應(yīng)力 1 角焊縫的形式和強(qiáng)度 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理DesignPrinciplesofSteelStructure 連接 Chapter7Connections 4角焊縫的構(gòu)造和計算 4 1角焊縫的構(gòu)造 角焊縫按截面形式 兩焊腳邊的夾角 可分為直角角焊縫和斜角角焊縫 1 直角角焊縫通常做成表面微凸的等腰直角三角形截面 a 對承受動力荷載的結(jié)構(gòu)中 正面角焊縫的截面通常采用 b 的形式 側(cè)面角焊縫的截面則做成凹面式 c 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理DesignPrinciplesofSteelStructure 連接 Chapter7Connections 2 斜角角焊縫兩焊邊的夾角a 90 或a 90 的焊縫 通常用于鋼漏斗和鋼管結(jié)構(gòu)中 hf 焊腳尺寸 焊腳邊的夾角 he 有效厚度 破壞面上焊縫厚度 并有 he hfcos 2 對于 135o或 60o斜角角焊縫 除鋼管結(jié)構(gòu)外 不宜用作受力焊縫 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理DesignPrinciplesofSteelStructure 連接 Chapter7Connections 2 正面角焊縫 焊縫垂直于受力方向 受力后應(yīng)力狀態(tài)較復(fù)雜 焊縫截面各面都有正應(yīng)力和剪應(yīng)力 應(yīng)力集中嚴(yán)重 焊縫根部形成高峰應(yīng)力 易于開裂 破壞強(qiáng)度要高一些 但塑性差 彈性模量大 1 側(cè)面角焊縫 焊縫長度方向與受力方向平行 應(yīng)力分布簡單 主要承受剪應(yīng)力 強(qiáng)度低 彈性模量低 但塑性較好 彈性階段分布并不均勻 剪應(yīng)力兩端大 中間小 角焊縫的工作性能 圖4 3角焊縫的應(yīng)力分布 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理DesignPrinciplesofSteelStructure 連接 Chapter7Connections 2 構(gòu)造要求 角焊縫構(gòu)造包括三個方面 焊腳尺寸 焊縫長度和減小焊縫應(yīng)力集中的措施 角焊縫的焊腳尺寸是指焊縫根腳至焊縫外邊的尺寸 hf 1 焊腳尺寸 為了保證焊縫的最小承載能力以及防止焊縫由于冷卻速度快而產(chǎn)生淬硬組織 導(dǎo)致母材開裂 hf min應(yīng)滿足以下要求 a 最小焊腳尺寸 hf min 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理DesignPrinciplesofSteelStructure 連接 Chapter7Connections 自動焊 溫度高而均勻 手工焊角焊縫 t 較厚焊件的厚度 焊件厚度t 4mm時 取hfmin t T形連接單面角焊縫 冷卻快 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理DesignPrinciplesofSteelStructure 連接 Chapter7Connections b 最大焊腳尺寸 hfmax 對板件 厚度t 邊緣的角焊縫 貼邊焊 當(dāng)t 6mm時 hfmax t 當(dāng)t 6mm時 hfmax t 1 2 mm 為了避免焊縫局部過熱 燒穿較薄的焊件 減小焊接殘余應(yīng)力和殘余變形 hf max應(yīng)滿足以下要求 直接焊接鋼管結(jié)構(gòu)的尺寸不宜大于支管壁厚的2倍 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理DesignPrinciplesofSteelStructure 連接 Chapter7Connections 2 角焊縫計算長度 角焊縫計算長度 lw 取值lwmin lw lwmax 焊腳尺寸的取值hfmin hf hfmax 最小計算長度 lwmin 為了使焊縫能有一定的承載能力 根據(jù)使用經(jīng)驗 側(cè)面角焊縫和正面角焊縫的計算長度均不得小于 lwmin 8hf和40mm 考慮到焊縫兩端的缺陷 其實際長度應(yīng)較前述數(shù)值還要大2hf lwmax 60hf若實際長度超過以上數(shù)值 則超過部分不納入計算長度中 若內(nèi)力沿側(cè)焊縫全長分布時 計算長度不受此限制 b 側(cè)焊縫最大計算長度 lwmax 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理DesignPrinciplesofSteelStructure 連接 Chapter7Connections 焊角尺寸 hf 1 焊縫的破壞面 4 2直角焊縫的基本計算公式 試驗表明 直角角焊縫的破壞常沿有效厚度方向發(fā)生 圖4 9直角角焊縫截面 有效厚度 he 0 7hf 焊縫厚度 有效厚度 熔深 凸度 有效截面 有效厚度 計算長度 計算時假定有效截面上應(yīng)力均勻分布 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理DesignPrinciplesofSteelStructure 連接 Chapter7Connections 正面角焊縫力N與焊縫長度方向垂直 側(cè)面角焊縫力N與焊縫長度方向平行 4 7 4 8 以上各式中 he 0 7hf lw 角焊縫計算長度 考慮起滅弧缺陷時 每條焊縫取其實際長度減去2hf 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理DesignPrinciplesofSteelStructure 連接 Chapter7Connections 4 3角焊縫的計算 1 軸心力 拉力 壓力和剪力 作用時角焊縫的計算 當(dāng)焊件受軸心力 且軸心力通過連接焊縫群的中心 焊縫的應(yīng)力可認(rèn)為是均勻分布的 1 用蓋板的對接連接 A 僅采用側(cè)面角焊縫連接 Slw 連接一側(cè)的側(cè)面角焊縫計算長度的總和 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理DesignPrinciplesofSteelStructure 連接 Chapter7Connections B 采用三面圍焊連接 先計算正面角焊縫承擔(dān)的內(nèi)力 Slw 連接一側(cè)的正面角焊縫計算長度的總和 再計算側(cè)面角焊縫的強(qiáng)度 Slw 連接一側(cè)的側(cè)面角焊縫計算長度的總和 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理DesignPrinciplesofSteelStructure 連接 Chapter7Connections 2 承受軸心力的角鋼端部連接 在鋼桁架中 角鋼腹桿與節(jié)點板的連接焊縫常用兩面?zhèn)群?或三面圍焊 特殊情況也允許采用L形圍焊 如圖所示 腹桿受軸心力作用 為了避免焊縫偏心受力 焊縫所傳遞的合力的作用線應(yīng)與角鋼桿件的軸線重合 圖4 13桁架腹桿節(jié)點板的連接 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理DesignPrinciplesofSteelStructure 連接 Chapter7Connections a 僅用側(cè)面焊縫連接 解上式得肢背和肢尖的受力為 4 14 4 15 由平衡條件得 肢背 肢尖 K1 角鋼肢背焊縫的內(nèi)力分配系數(shù)K2 角鋼肢尖焊縫的內(nèi)力分配系數(shù) 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理DesignPrinciplesofSteelStructure 連接 Chapter7Connections 表4 1角鋼角焊縫內(nèi)力分配系數(shù)K 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理DesignPrinciplesofSteelStructure 連接 Chapter7Connections b 角鋼用三面圍焊時 可減小角鋼的搭接長度 可先假定正面角焊縫的焊腳尺寸hf3 并算出它所能承受的內(nèi)力N3 4 11 4 12 通過平衡關(guān)系得肢背和肢尖側(cè)焊縫受力為 4 13 角鋼角焊縫圍焊的計算 N N1 N2 e b N3 lw2 lw1 在N1 N2作用下 側(cè)焊縫的長度用公式 4 16 4 17 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理DesignPrinciplesofSteelStructure 連接 Chapter7Connections 1 受彎矩M 剪力V 軸力N聯(lián)合作用時角焊縫的計算 由軸心拉力Nx產(chǎn)生的應(yīng)力 由彎矩M產(chǎn)生的最大應(yīng)力 2 復(fù)雜受力時角焊縫連接計算 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理DesignPrinciplesofSteelStructure 連接 Chapter7Connections A點產(chǎn)生的剪應(yīng)力 A點控制應(yīng)力最大為控制設(shè)計點 A點產(chǎn)生的正應(yīng)力由兩部分組成 軸心拉力Nx和彎矩M產(chǎn)生的正應(yīng)力 直接疊加得 代入角焊縫實用計算公式 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理DesignPrinciplesofSteelStructure 連接 Chapter7Connections 5螺栓連接 1 普通螺栓連接 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理DesignPrinciplesofSteelStructure 連接 Chapter7Connections 2 高強(qiáng)度螺栓連接 高強(qiáng)度螺栓是高強(qiáng)螺桿和配套螺母的合稱 由45號 40B和20MnTiB鋼經(jīng)過熱處理加工而成 45號 8 8級 40B和20MnTiB 10 9級 a 大六角頭螺栓 b 扭剪型螺栓 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理DesignPrinciplesofSteelStructure 連接 Chapter7Connections 高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接和承壓型連接比較 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理DesignPrinciplesofSteelStructure 連接 Chapter7Connections 6 1螺栓的排列和構(gòu)造要求 螺栓的排列應(yīng)簡單 統(tǒng)一而緊湊 滿足受力要求 構(gòu)造合理又便于安裝 排列的方式有并列排列和錯列排列兩種 圖6 1螺栓的排列方式 1 螺栓的排列 并列比較簡單整齊 所用連接板尺寸小 但由于螺栓孔的存在 對構(gòu)件截面的削弱較大 錯列可以減小螺栓孔對截面的削弱 但螺栓空排列不如并列緊湊 連接板尺寸較大 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理DesignPrinciplesofSteelStructure 連接 Chapter7Connections 1 受力要求 因此規(guī)范從受力的角度規(guī)定了最大和最小容許間距 中心距太大 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理DesignPrinciplesofSteelStructure 連接 Chapter7Connections 2 構(gòu)造要求若栓距及線距過大 則構(gòu)件接觸面不夠緊密 潮氣易侵入縫隙而發(fā)生銹蝕 3 施工要求要保證有一定的空間 以便轉(zhuǎn)動扳手 擰緊螺母 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理DesignPrinciplesofSteelStructure 連接 Chapter7Connections 6 2普通螺栓的受剪連接 螺栓連接的受力形式分為 只受剪力 只受拉力 有時受剪力和拉力的共同作用 A只受剪力 B只受拉力 C剪力和拉力共同作用 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理DesignPrinciplesofSteelStructure 連接 Chapter7Connections 圖6 2受剪螺栓的破壞情況 a 螺桿被剪斷 b 連接件半孔壁擠壓破壞 c 鋼板拉 壓 斷 d 鋼板剪壞 e 螺桿彎曲破壞 受剪螺栓的破壞形式 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理DesignPrinciplesofSteelStructure 連接 Chapter7Connections 單栓抗剪承載力 抗剪承載力設(shè)計值 承壓承載力設(shè)計值 2 單個普通螺栓的受剪計算 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 故單栓抗剪承載力由以下兩式?jīng)Q定 6 1 6 2 假定擠壓力沿栓桿直徑平面 實際上是相應(yīng)于栓桿直徑平面的孔壁部分 均勻分布 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理DesignPrinciplesofSteelStructure 連接 Chapter7Connections 抗剪承載力設(shè)計值 承壓承載力設(shè)計值 6 1 6 2 圖6 3剪力螺栓的剪面數(shù)和承壓厚度 nv 受剪面數(shù)目 d 螺栓桿直徑 fvb fcb 螺栓抗剪和承壓強(qiáng)度設(shè)計值 t 連接接頭一側(cè)承壓構(gòu)件總厚度的較小值 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理DesignPrinciplesofSteelStructure 連接 Chapter7Connections 試驗證明 栓群在軸力作用下各個螺栓的內(nèi)力沿栓群長度方向不均勻 兩端大 中間小 當(dāng)l1 15d0 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由各螺栓平均分擔(dān) 3 普通螺栓群抗剪連接計算 1 普通螺栓群軸心受剪計算 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理DesignPrinciplesofSteelStructure 連接 Chapter7Connections 當(dāng)l1 15d0 d0為孔徑 時 連接進(jìn)入彈塑性工作狀態(tài)后 即使內(nèi)力重新分布 各個螺栓內(nèi)力也難以均勻 端部螺栓首先破壞 然后依次破壞 由試驗可得連接的抗剪強(qiáng)度折減系數(shù) 與l1 d0的關(guān)系曲線 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理DesignPrinciplesofSteelStructure 連接 Chapter7Connections 2 普通螺栓群偏心受剪 F作用下每個螺栓受力 基本假設(shè) 連接件絕對剛性 螺栓彈性 T作用下連接板件繞栓群形心轉(zhuǎn)動 各螺栓剪力大小與螺栓至形心的距離ri成正比 方向與它和形心的連線垂直 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理DesignPrinciplesofSteelStructure 連接 Chapter7Connections 剪力計算公式 設(shè)各螺栓至螺栓群形心O的距離為r1 r2 r3 rn 各螺栓承受的分力分別為N1T N2T N3T NnT 根據(jù)平衡條件得 a 顯然 T作用下 1 號螺栓所受剪力最大 r1最大 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理DesignPrinciplesofSteelStructure 連接 Chapter7Connections c 將 c 式代入 a 得用N1T表達(dá)的T式 由假設(shè) 得到 b 螺栓1離形心最遠(yuǎn)是危險螺栓 最大剪力N1T 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理DesignPrinciplesofSteelStructure 連接 Chapter7Connections 將N1T它分解為水平和豎直分力 3 5 7 6 8 得受力最大螺栓所承受的合力為 6 9 6 10 6 7 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理DesignPrinciplesofSteelStructure 連接 Chapter7Connections 1 單個普通螺栓受拉承載力 6 11 Ntb 單個螺栓抗拉承載力 Ae 螺栓螺紋處的有效面積 de 螺栓有效直徑 附表9 2 P455 ftb 螺栓的抗拉強(qiáng)度設(shè)計值 ftb 0 8f 假定拉應(yīng)力在螺栓螺紋處截面上均勻分布 則一個拉力螺栓的承載力設(shè)計值 6 3普通螺栓的受拉連接 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理DesignPrinciplesofSteelStructure 連接 Chapter7Connections 1 栓群軸心受拉 當(dāng)外力通過螺栓群形心時 一般假定每個螺栓均勻受力 因此連接所需的螺栓數(shù)目為 6 13 6 11 3 普通螺栓群受拉 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理DesignPrinciplesofSteelStructure 連接 Chapter7Connections 2 栓群承受彎矩作用 M作用下螺栓連接按彈性設(shè)計 其假定為 連接板件絕對剛性 螺栓為彈性 螺栓群的中和軸位于最下排螺栓的形心處 各螺栓所受拉力與其至中和軸的距離成正比 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理DesignPrinciplesofSteelStructure 連接 Chapter7Connections 顯然 1 號螺栓在M作用下所受拉力最大 由力學(xué)及假定可得 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理DesignPrinciplesofSteelStructure 連接 Chapter3Connections 將式 c 代入式 b 得 由式 a 得 因此 設(shè)計時只要滿足下式即可 螺栓i的拉力 即受力最大的最外排螺栓1的拉力不超過一個螺栓的抗拉承載力設(shè)計值 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理DesignPrinciplesofSteelStructure 連接 Chapter3Connections 6 4剪 拉螺栓群的計算 同時承受剪力和拉力作用的普通螺栓有兩種可能破壞形式 一是螺栓桿受剪受拉破壞 二是孔壁承壓破壞 圖6 12剪 拉聯(lián)合作用的螺栓 圖6 13剪力和拉力的相關(guān)曲線 試驗研究結(jié)果表明 兼受剪力和拉力的螺桿分別除以各自單獨作用的承載力 所得的相關(guān)關(guān)系近似為圓曲線 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理DesignPrinciplesofSteelStructure 連接 Chapter7Connections 規(guī)范規(guī)定 同時承受剪力和桿軸方向拉力的普通螺栓 應(yīng)分別符合下列公式的要求 驗算剪 拉聯(lián)合作用 6 17 6 18 驗算孔壁承壓 NVb 單個螺栓抗剪承載力設(shè)計值 Ncb 單個螺栓承壓承載力設(shè)計值Ntb 單個螺栓抗拉承載力設(shè)計值 Nv Nt 單個螺栓承受的最大剪力和拉力設(shè)計值 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理DesignPrinciplesofSteelStructure 連接 Chapter7Connections 例6驗算如圖所示端板和柱翼緣間普通螺栓的連接強(qiáng)度 普通螺栓4 6級 M22 孔徑23 5mm 計算模型可為 a圖 或 b圖 a圖彎曲轉(zhuǎn)動中心在螺栓群的形心處稱小偏心 b圖彎曲轉(zhuǎn)動中心在端板上1號螺栓處 稱大偏心 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理DesignP