第85講第十六章結構設計

1、【例17-19/2017考題】焊接T形截面構件中，腹板和翼縁相交處的縱向焊接殘余應力為：A. 壓應力：B. 拉應力：C. 剪應力：D. 零。解：焊接T形截面構件，腹板和翼縁用焊縫頂接，腹板和翼縁相交處因焊縫收縮受到兩邊鋼板的阻礙而 產生縱向拉應力。答案：B二、普通螺栓連接普通螺栓根據加工精度分為A、B和C三級。A、B兩級螺栓（精制螺栓）連接因制造和安裝復朵很少采 用；C級螺栓（粗制螺栓）連接的抗剪性能較差，主要用丁受拉安裝連接、次要結構或可拆卸結構的抗 剪連接以及安裝時的臨時定位連接。（一）普通螺栓連接計算普通螺栓連接可分為受明螺栓連接、受拉螺栓連接。受剪螺栓連接依靠螺桿受剪和孔壁承壓傳力，可

2、能發(fā)生以下五種破壞形式：螺桿剪斷、孔壁擠斥破壞、 連接板凈截面被拉或斥破壞、連接板端部眄壞和螺桿受彎破壞。前三種破壞可通過計算避免，后兩種可 通過構造措施避免。在受拉連接中考慮到可能存在撬力而產生附加拉力，而將螺栓的抗拉強度設計值人°取為80%的鋼材抗拉 強度設計值/,即/>0. 8/o受剪或受拉螺栓連接的計算步驟，是先按式（17-226）式（17-228）計算單個螺栓的承載力設計值，然后 對螺栓連接進行內力分析，并使最不利螺栓的內力不大于單個螺栓的承載力設計值。1. 受剪連接在普通螺栓的受剪連接中，每個螺栓的承載力設計值應取抗剪和抗壓承載力設計值中的較小者：抗剪承載力設計值：

3、M5 W 芋.八（17-225）抗壓承載力設計值：N；=屹瓚（17-227）式中：nv一一受剪面數目;d一一螺栓桿直徑：Zt一一在不同受力方向中一個受力方向承壓構件總厚度的較小值；E、忙一一分別為螺栓的抗剪和抗壓強度設計值。2. 受拉連接在普通螺栓的受拉連接中，每個螺栓的承載力設計值應按下式計算:亓12何：=子八（17-228）式中：de一一螺栓在螺紋處的有效直徑；£一一螺栓的抗拉強度設計值。（二）構造要求（1）B級普通螺栓的孔徑也較螺栓公稱直徑d大0. 2mm0. 5mm, C級普通螺栓的孔徑也較螺栓公稱直徑d 大 1. 0mm1. 5mmo（2）螺栓（釧釘）連接宜采用緊湊布置，其

4、連接中心宜與被連接構件截面的重心相一致。螺栓或釧釘的 間距、邊距和端距容許值應符合下表的規(guī)定。螺栓或釧釘的孔距、邊距和端距容許值名稱付冒和方向最大容許間距（取兩者的較小值）最小容許間距中心間距外排（垂直內力方向或順內力方向）8也或121中間排垂直內力方向16也或24亡順內力方向構件受壓力12么或181構件受拉力16幺或241沿對角線方向中心至構件 邊緣距離順內力方向4d或8十2&垂直內力方向剪切邊或手工切割邊1. 5d軋制邊、口動氣割或鋸割邊高強度螺栓其他螺栓或釧釘1.2d注：1叢為螺栓或釧釘的孔徑，對槽孔為短向尺寸，r為外層較薄板件的厚度。2鋼板邊緣與剛性構件（如角鋼，槽鋼等）相連的

5、高強度螺栓的最大間距，可按中間排的數值采用。3計算螺栓孔引起的截面削弱時可取亦1mm和也的較大者。(3) 每一桿件在節(jié)點上以及拼接接頭的一端，永久性螺栓數目不宜少于兩個。對組合構件的綴條，其端 部連接可采用一個螺栓。(4) 對直接承受動力荷載作用的普通螺栓受拉連接，應采用雙螺帽或其他防止螺帽松動的有效措施。(5) 沿桿軸方向受拉的螺栓連接中的端板(法蘭板)，應適當增強其剛度(如加設加勁肋)，以減少撬力 對螺栓抗拉承載力的不利影響。三、高強度螺栓連接高強度螺栓的連接可分為靡擦型高強度螺栓連接和承斥型高強度螺栓連接，前者只靠彼連接板件的摩擦 力傳力，以摩擦力被克服作為承載能力的極限狀態(tài)；后者起初靠

6、摩擦力傳力，摩擦力彼克服后，依靠栓 桿抗剪和承壓傳力，以栓桿剪切或孔壁承床破壞作為抗剪的極限狀態(tài)，并要求在正常使用狀態(tài)下(取荷 載標準值計算)被連接板件不發(fā)生滑移。這兩種形式的螺栓在受拉時沒有區(qū)別，在材料、螺栓預拉力和構件摩擦面處理等施工操作技術耍求上也 完全相同。承圧型高強度螺栓連接的承載能力比摩擦型的高，可節(jié)約螺栓，但其連接的剪切變形較大，鋼結構設 計標準規(guī)定，承斥型高強螺栓連接不應用于直接承受動力荷載作用的結構。(一)高強度螺栓連接計算1 摩擦型高強度螺栓(1) 在抗剪連接中，每個高強度螺栓的承載;力設計值應按下式計算：(17-229)式中：個高強度螺栓的受剪承載力設計值(N)；k一一孔

7、型系數，標準孔取1.0；大圓孔取0.85：內力與槽孔長向垂直時取0.7；內力與槽孔長向平行 時取0.6；耳一一傳力摩擦面數目：“一一摩擦面的抗滑移系數，可按鋼結構設計標準表11.4. 2-1取值；P個高強度螺栓的預拉力設計值(N),按鋼結構設計標準表11.4. 2-2取值。(2) 在螺栓桿軸方向的受拉連接中，每個高強度螺栓的承載力設計值?。篘t-0. 8P(17-230)一個高強度螺栓的預拉力設計值P(kN)螺栓的承載性能等級螺栓公稱直徑(mm)M16M20M22M24M27M3088級8012515017523028010.9 級100155190225290355(3) 當高強度螺栓同時承

8、受摩擦面間的剪力和螺栓桿軸方向的外拉力時，其承載力應按下式計算:<1.0 (17-231)式中：N、Nt一一分別為某個高強度螺栓所承受的剪力和拉力;N：、一一分別為一個高強度螺栓的抗拉、抗剪承載力設計值。2.高強度螺栓承壓型連接應按下列規(guī)定計算：(1) 承壓型連接的高強度螺栓預拉力P的施擰工藝和設計值取值應與摩擦型連接高強度螺栓相同：(2) 承壓型連接中每個高強度螺栓的受剪承載力設計值，其計算方法與普通螺栓相同，但當計算剪切面 在螺紋處時，其受剪承載力設計值應按螺紋處的有效截面積進行計算：(3) 在桿軸受拉的連接中，每個高強度螺栓的受拉承載力設計值的計算方法與普通螺栓相同；(4) 同時承

9、受剪力和桿軸方向拉力的承壓型連接，承載力應符合下列公式的耍求：NV<N/1.2 (17-233)式中：Nc6一一個高強度螺栓的抗壓承載力設計值。(二)構造要求1. 高強度螺栓的孔徑與孔型應符合下列規(guī)定：(1) 承壓型連接采用標準圓孔時，其孔徑&可按鋼結構設計標準表11.5.1采用。(2) 高強度螺栓摩擦型連接可采用標準孔、大圓孔和槽孔，孔型尺寸可按鋼結構設計標準表11.5.1 采用。采用擴大孔連接時，同一連接面只能在蓋板和芯板其中之一的板上采用大圓孔或槽孔，其余仍采 用標準孔。高強度螺栓連接的孔型尺寸匹配(mm)螺栓公稱直徑M12M16M20M22M24M27M30孔型標準孔直徑

10、13.517.52224263033大圓孔直徑16202428303538槽孔短向13.517.52224263033長向22303740455055(3) 高強度螺栓摩擦型連接蓋板按大圓孔、槽孔制孔時，應增大墊圈厚度或采用連續(xù)型墊板，其孔徑與 標準墊圈相同，對M24及以下的螺栓，厚度不宜小于8mm：對M24以上的螺栓，厚度不宜小于10mm。2. 對直接承受動力荷載構件，抗剪連接時應釆用摩擦型高強度螺栓。3. 高強度螺栓連接設計應符合下列規(guī)定：(1) 高強度螺栓連接均應按鋼結構設計標準表11. 4. 2-2施加預拉力；(2) 采用承壓型連接時，連接處構件接觸面應清除油污及浮銹，僅承受拉力的高強度螺栓連接，不要求