鋼結(jié)構(gòu)螺栓連接計(jì)算例題

1、N/2N/2N/3N/3N/3acbde受剪計(jì)算中：受剪計(jì)算中： Nvb計(jì)算式中的受剪面數(shù)計(jì)算式中的受剪面數(shù)nv ，即上圖中，即上圖中nv =4。 承壓計(jì)算中： Ncb計(jì)算式中計(jì)算式中t 取取 a+b+c和和d+e 之間的最小值。之間的最小值。注意：注意：對(duì)于下圖所示螺栓連接對(duì)于下圖所示螺栓連接問題：在受剪計(jì)算中，對(duì)于螺桿的值問題：在受剪計(jì)算中，對(duì)于螺桿的值d是否應(yīng)當(dāng)按螺紋處的值計(jì)算？是否應(yīng)當(dāng)按螺紋處的值計(jì)算？ 不需要。因?yàn)?，?guī)范中關(guān)于普通螺栓的抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，是由試驗(yàn)不需要。因?yàn)椋?guī)范中關(guān)于普通螺栓的抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，是由試驗(yàn)得到的，而在制定規(guī)范時(shí)，沒有區(qū)分作用位置。得到的，而在制定規(guī)范時(shí)，沒

2、有區(qū)分作用位置。（3 3） 凈截面強(qiáng)度計(jì)算凈截面強(qiáng)度計(jì)算nNfA式中：N 為所受的軸力； f 為材料抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值； An 為桿件截面的凈截面面積NN+ + + + + + + + +NNNN/2連接板受力變化圖連接板受力變化圖 當(dāng)螺栓為并列排列NN1N2N/nn1N1 =NN2 =N-N/nn1N1NN1 =NN2 =N-N/nn1驗(yàn)算公式驗(yàn)算公式0()niiAbnd tin iNfA Ni 連接件第i截面上的軸力Ani 連接件第i截面的凈截面面積 f 連接板鋼材抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 b 截面寬 ni 截面上的螺栓數(shù) d0 螺孔直徑 t 板厚 注意計(jì)算截面！注意計(jì)算截面！ 螺栓為錯(cuò)列排列螺栓為錯(cuò)列

3、排列時(shí)的驗(yàn)算時(shí)的驗(yàn)算NN+ + + + + + + + +e4e46e1e22211NN+ + + + + + + + +e4e46e1e22211 除對(duì)1-1截面（綠線）驗(yàn)算外，還應(yīng)對(duì)2-2截面（粉紅）進(jìn)行比較驗(yàn)算。因此，在進(jìn)行該連接的凈截面強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，其中Ani應(yīng)取An1和An2中的較小值。2-2分紅線總長：2242122(1)eneen2粉紅線截面上的螺孔數(shù) 扣除螺孔直徑后：224212202(1)eneen d2224212202(1)nAeneen d t這樣在2-2截面的凈截面面積為：解：解：1、分析、分析計(jì)算螺栓所受的力為剪力計(jì)算螺栓所受的力為剪力本題為設(shè)計(jì)題，所包含的內(nèi)容包本題

4、為設(shè)計(jì)題，所包含的內(nèi)容包括：所需的螺栓數(shù)，螺栓的布置。括：所需的螺栓數(shù)，螺栓的布置。NN已知條件為：已知條件為：N=325kN，材料即：，材料即：fvb=140N/mm2，fcb=305N/mm2，d=20mm，t1=8，t2=62、計(jì)算單個(gè)螺栓的承載能力設(shè)計(jì)值、計(jì)算單個(gè)螺栓的承載能力設(shè)計(jì)值抗剪：抗剪：2220214087964.644bbvvvdNnfN抗壓：抗壓：20 8 30548800bbccNdtfN 6683、設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)需螺栓數(shù)：需螺栓數(shù)：NN螺栓數(shù)可以螺栓數(shù)可以6.7即可，所以取即可，所以取7個(gè)個(gè)螺栓布置如圖所示。螺栓布置如圖所示。minmin,48.8bbbvcNNNkNmin

5、3256.748.8bNnN個(gè)凈截面強(qiáng)度凈截面強(qiáng)度在在1-1斷面：斷面：11210()(3602 21.5) 82536nABn d tmm 在在2-2斷面：斷面：22222(2 804 80505 21.5) 83439nAmm 所以，所以，1-1斷面起控制作用：斷面起控制作用：32325 10128.2/2536nNN mmA例例 圖示牛腿用普通螺栓連接，柱翼緣厚度為圖示牛腿用普通螺栓連接，柱翼緣厚度為10mm，連接板厚度為，連接板厚度為8mm，材料材料Q235B，F(xiàn)=150kN，粗制螺栓為，粗制螺栓為M22。+ + + + + +xyiNi riFT+ + + + + +xyiNi ri

6、F解：解：1、分析、分析本題是驗(yàn)算題本題是驗(yàn)算題計(jì)算單個(gè)螺栓抗剪的最大承載能力計(jì)算單個(gè)螺栓抗剪的最大承載能力2、計(jì)算螺栓群、計(jì)算螺栓群抗剪：抗剪：抗壓：抗壓：22 8 30553680bbccNdtfN 2221405321844bbvvvdNnfN minmin,53.218bbbvcNNNkN所以所以 螺栓群如圖，為扭剪螺栓群如圖，為扭剪60 6050504X80250+=+ + + + + +TF+ + + + + +F受力受力+ + + + + +T受力受力11501510FyFNkNn狀態(tài)狀態(tài) 可以將螺栓受力看為兩種受力的疊加：可以將螺栓受力看為兩種受力的疊加：在受力在受力n1234

7、56oTN12r3r1r在受力狀態(tài)在受力狀態(tài)： 螺栓群受扭，可以計(jì)算螺栓群受扭，可以計(jì)算1號(hào)螺栓號(hào)螺栓作為控制作為控制N1yF1號(hào)螺栓所受力的豎向分量號(hào)螺栓所受力的豎向分量1122222150 250 6013.726010804 1604TyiiTxNkNxy 112222215025016036.5860108041604TxiiTyNkNxy2222111136.5813.7215TFTxyyNNNN滿足要求=46.51kNV=750kN0.91.25bvftiNnnPN例3.16 圖示鋼板拼接，尺寸如圖，螺栓為M20，10.9級(jí)，鋼材為Q235螺栓孔d0=21.5mm，分別按摩擦型連接

8、和承壓型連接計(jì)算該連接最大所能承受的軸拉力，摩擦系數(shù)0.3。解：螺栓的預(yù)拉力，可從表3.10中查出： 10.9級(jí)，M20，則P=155kN。1、按摩擦型連接0.90.9 2 0.3 15583.7bVfNnPkN （1）單個(gè)螺栓的承載能力199 83.7753.3bvNNkN102 704518515322.5lmmdmmNN502X7045455075 75508814（2）螺栓（9個(gè)）確定的承載能力N1但應(yīng)當(dāng)看螺栓的分布長度，檢驗(yàn)是否需要折減所以不需要折減，=1.0250（3）由毛截面確定的承載能力N2（4）計(jì)算凈截面承載能力該螺栓連接較為復(fù)雜，需要逐個(gè)確定可能需要計(jì)算的截面。包括：1-1

9、垂直截面，2-2齒狀截面， 3-3垂直截面， 4-4垂直截面，以及5-5蓋板截面。110()(250 1 21.5) 14nAbn d t 首先計(jì)算1-1截面222(2 50275453 21.5) 14nA 32250 14 215 10752.5NAfkNNN502X7045455075 7550881411223344552-2齒狀截面毛截面的承載能力比螺栓的小。23199mm22946mm再計(jì)算3-3截面計(jì)算5-5截面，為蓋板截面計(jì)算各個(gè)凈截面的承載能力23302502 21.5142898nAbn dtmm NN502X7045455075 75508814334455計(jì)算4-4截面

10、。24402503 21.5142597nAbn dtmm 25502503 21.52 82968nAbn dtmm 33 111/ 10.5/3199215 10/ 10.5 1/9728.2nNA fnnkN33 222/ 1 0.5/2946 215 10/ 1 0.5 3/9760.1nNA fnnkN112233 3331/ 1 0.5/2898 215 10/ 1 0.5 2/9 1/9801.1nNA fnnnnkN3 44413/ 1 0.5/nNA fnnnnnn32597 215 10/ 1 0.5 3/93/91116.7kN3 555/ 1 0.5/nNA fnn32

11、968 215 10/ 1 0.5 3/9765.7kN可見控制截面是1-1截面。2、采用承壓型連接承壓：NN502X7045455075 75508814112255（1）計(jì)算單個(gè)螺栓的承載能力，與普通螺栓相同。但考慮不利情況，剪切面在螺紋處232 245 310 10151.94bbevvvdNnfkN320 14 470 10131.6bbccNdtfkN抗剪：所以min131.6bNkN（2）按螺栓所能承受的荷載1min9 131.61184.4bNnNkN（3）按凈截面所能承受的荷載可以分析，對(duì)于1-1，2-2和5-5三個(gè)截面所受的力相同，而2-2的凈截面最小，2946mm2。所以這

12、三個(gè)截面的最大承載能力為：3222946 215 10633.4nNA fkN3-3截面的承載能力3231/ 1/2898 215 10/ 1 1/9701nNA fnnkNNN502X7045455075 755088143344計(jì)算4-4截面。3342/ 1/2597 215 10/ 1 3/9837.5nNA fnnkN所以最大承載能力為633.4kN。這道題表明：高強(qiáng)度螺栓承壓型連接不一定比摩擦型連接的承載能力大。3.9 混合連接不講第三章小結(jié)第三章小結(jié)1 連接是鋼結(jié)構(gòu)的重要組成部分要了解鋼結(jié)構(gòu)常見的連接方式及其特點(diǎn)u連接類型u符號(hào)表示u各種連接的優(yōu)缺點(diǎn)2 焊接連接的構(gòu)造和計(jì)算u直角角焊縫的構(gòu)造要求u角焊縫的基本計(jì)算公式及幾種受力狀態(tài)