PPT鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)螺栓的連接

第六六節(jié)節(jié)普普通通螺螺栓栓的的連連接接一、、普通通螺螺栓栓的的連連接接構(gòu)構(gòu)造造螺栓栓的的規(guī)規(guī)格格與與表表示示鋼結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)一一般般選選用用C級(jí)（（粗粗制制））六六角角螺螺母母螺螺栓栓，，標(biāo)標(biāo)識(shí)識(shí)用用M和工工程程直直徑徑（（mm）表表示示，，例例如如M16、M20等螺栓栓的的排排列列螺栓栓的的各各距距應(yīng)應(yīng)滿滿足足規(guī)規(guī)定定的的要要求求（（P71~72，表表3.5~8）二、、受受力力性性能能與與計(jì)計(jì)算算1、受受力力分分類類螺栓栓根根據(jù)據(jù)作作用用不不同同，，按按螺螺栓栓受受力力可可以以分分為為：：受受剪剪、、受受拉拉及及剪剪拉拉共共同同作作用用2、受受剪剪連連接接受力力性性能能與與破破壞壞形形式式五種種破破壞壞形形式式螺栓栓受受剪剪破破壞壞孔壁壁擠擠壓壓破破壞壞連接接板板凈凈截截面面破破壞壞螺栓栓受受彎彎破破壞壞連接接板板沖沖剪剪破破壞壞單個(gè)個(gè)受受剪剪螺螺栓栓的的承承載載力力計(jì)計(jì)算算螺栓栓抗抗剪剪：：孔壁壁承承壓壓：：最大大承承載載力力：：軸力力作作用用受受剪剪螺螺栓栓群群的的連連接接計(jì)計(jì)算算受力特性性：沿受受力方向向，受力力分配不不均，兩兩端大中中間小，，在一定定范圍內(nèi)內(nèi)，靠塑塑變可以以均布內(nèi)內(nèi)力，過過大時(shí)，，設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)算時(shí)仍仍按均布布，但強(qiáng)強(qiáng)度需乘乘折減系系數(shù)β，當(dāng)l1≥15d0時(shí)：當(dāng)l1≥60d0時(shí)β＝0.7連接所需需螺栓數(shù)數(shù)量：連接板凈凈截面強(qiáng)強(qiáng)度扭矩、軸軸力及剪剪力共同同作用受受剪螺栓栓群計(jì)算算扭矩作用用：軸力及剪剪力作用用軸力扭矩矩共同作作用下最最大受力力螺栓受拉螺栓栓連接受力性能能與承載載力受彎矩作作用螺栓栓連接計(jì)計(jì)算M、N共同作用用（偏心心受拉））螺栓計(jì)計(jì)算小偏心：：大偏心:拉剪共同同作用螺螺栓連接接計(jì)算注：此類類連接因因無支托托板，一一般應(yīng)考考慮精制制螺栓連連接，以以減少連連接變形形。第七節(jié)高高強(qiáng)強(qiáng)度螺栓栓連接一、概述述按受力特特性分：：摩擦型與與承壓型型抗剪連接接時(shí)摩擦擦型以板板件間最最大摩擦擦力為承承載力極極限狀態(tài)態(tài)；承壓壓型允許許克服最最大摩擦擦力后，，以螺桿桿抗剪與與孔壁承承壓破壞壞為承載載力極限限狀態(tài)（（同普通通螺栓））。受拉拉時(shí)兩者者無區(qū)別別。高強(qiáng)螺栓栓采用Ⅱ級(jí)孔，便便于施工工。受傳力機(jī)機(jī)理的要要求，構(gòu)構(gòu)造上除除連接板板的邊、、端距≥1.5d0外其它同同普通螺螺栓。高強(qiáng)螺栓栓的材料料與強(qiáng)度度等級(jí)由高強(qiáng)材材料經(jīng)熱熱處理制制成，按按強(qiáng)度等等級(jí)分10.9與8.8級(jí)。10.9級(jí)一般為為20MnTiB、40Cr等材料，，fu≥1000N/mm2，fu/fy≥0.9；8.8級(jí)一般為為45＃鋼制成成，fu≥800N/mm2，fu/fy≥0.8。高強(qiáng)螺栓栓的預(yù)拉拉力（P85表3.9）二、摩擦擦型高強(qiáng)強(qiáng)螺栓連連接計(jì)算算受剪連接接計(jì)算一個(gè)螺栓栓抗剪承承載力連接所需需螺栓數(shù)數(shù)凈截面強(qiáng)強(qiáng)度：考考慮50％孔前傳傳力受拉連接接高強(qiáng)螺螺栓計(jì)算算由于高強(qiáng)強(qiáng)螺栓的的基本承承載力為為摩擦力力，而摩摩擦力預(yù)預(yù)正壓力力有關(guān)，，為保證證板件間間保留一一定的壓壓緊力《規(guī)范》規(guī)定:受彎連接接結(jié)算（（形心軸軸在中排排）拉、剪共共同作用用連接計(jì)計(jì)算三、承壓壓型高強(qiáng)強(qiáng)螺栓連連接受力性能能同普通通螺栓，，拉剪作作用時(shí)以以栓桿抗抗剪及孔孔壁承壓壓承力；；受拉同同摩擦型型，計(jì)算算公式總總結(jié)如表表3.11。本章重點(diǎn)點(diǎn)1、角焊縫縫的構(gòu)造造與計(jì)算算；2、焊接殘殘余應(yīng)力力與變形形的產(chǎn)生生機(jī)理與與影響；；2、普通螺螺栓受剪剪連接的的破壞形形式與機(jī)機(jī)理；3、高強(qiáng)螺螺栓連接接的構(gòu)造造與計(jì)算算。第四章軸軸心受力力構(gòu)件第一節(jié)概概述述第二節(jié)軸軸心心受力構(gòu)構(gòu)件的強(qiáng)強(qiáng)度與剛剛度第三節(jié)實(shí)實(shí)腹腹式軸心心受壓構(gòu)構(gòu)件的整整體穩(wěn)定定第四節(jié)實(shí)實(shí)腹腹式軸心心受壓構(gòu)構(gòu)件的局局部穩(wěn)定定第五節(jié)實(shí)實(shí)腹腹式軸心心受壓構(gòu)構(gòu)件的截截面設(shè)計(jì)計(jì)第六節(jié)格格構(gòu)構(gòu)式軸心心受壓構(gòu)構(gòu)件第一節(jié)概概述述軸心受力力構(gòu)件分分軸心受受拉及受受壓兩類類構(gòu)件，，作為一一種受力力構(gòu)件，，就應(yīng)滿滿足承載載能力與與正常使使用兩種種極限狀狀態(tài)的要要求。正常使用用極限狀狀態(tài)的要要求用構(gòu)構(gòu)件的長(zhǎng)長(zhǎng)細(xì)比來來控制；；承載能能力極限限狀態(tài)包包括強(qiáng)度度、整體體穩(wěn)定、、局部穩(wěn)穩(wěn)定三方方面的要要求。穩(wěn)定問題題是鋼構(gòu)構(gòu)件的重重點(diǎn)問題題，所有有鋼構(gòu)件件都涉及及到穩(wěn)定定問題，，是鋼構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)計(jì)的重點(diǎn)點(diǎn)與難點(diǎn)點(diǎn)。本章章將簡(jiǎn)單單講述鋼鋼結(jié)構(gòu)的的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)穩(wěn)定理理論的一一般概念念，為下下序章節(jié)節(jié)打基礎(chǔ)礎(chǔ)。軸心受力力構(gòu)件的的截面分分：實(shí)腹腹式與格格構(gòu)式兩兩類（P97圖4.2）實(shí)腹式又又分型鋼鋼截面（（包括普普通型鋼鋼與薄壁壁型鋼）），組合合截面（（鋼板組組合與型型鋼組合合截面））格構(gòu)式截截面又分分綴條式式截面與與綴板式式截面第二節(jié)軸軸心心受力構(gòu)構(gòu)件的強(qiáng)強(qiáng)度與剛剛度一、軸心心受力構(gòu)構(gòu)件的強(qiáng)強(qiáng)度以凈截面面的平均均應(yīng)力強(qiáng)強(qiáng)度為準(zhǔn)準(zhǔn)則：即即二、軸心心受力構(gòu)構(gòu)件的剛剛度以構(gòu)件的的長(zhǎng)細(xì)比比來控制制，即第三節(jié)實(shí)實(shí)腹腹式軸心心受壓構(gòu)構(gòu)件的整整體穩(wěn)定定一、穩(wěn)定定問題的的概述所謂的穩(wěn)穩(wěn)定是指指結(jié)構(gòu)或或構(gòu)件受受載變形形后，所所處平衡衡狀態(tài)的的屬性。。如圖4.4，穩(wěn)定分分穩(wěn)定平平衡、隨隨遇平衡衡、不穩(wěn)穩(wěn)定平衡衡。結(jié)構(gòu)構(gòu)或構(gòu)件件失穩(wěn)實(shí)實(shí)際上為為從穩(wěn)定定平衡狀狀態(tài)經(jīng)過過臨界平平衡狀態(tài)態(tài)，進(jìn)入入不穩(wěn)定定狀態(tài)，，臨界狀狀態(tài)的荷荷載即為為結(jié)構(gòu)或或構(gòu)件的的穩(wěn)定極極限荷載載，構(gòu)件件必須工工作在臨臨界荷載載之前。。穩(wěn)定問題題為鋼結(jié)結(jié)構(gòu)的重重點(diǎn)問題題，所有有鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)件均均件均存存在穩(wěn)定定問題，，穩(wěn)定問問題分構(gòu)構(gòu)件的整體穩(wěn)定定和局部穩(wěn)定定。二、理想想軸心受受壓構(gòu)件件的整體體失穩(wěn)1、理想條條件：絕絕對(duì)直桿桿、材料料均質(zhì)、、無荷載載偏心、、無初始始應(yīng)力力、完全全彈性。。2、典型失失穩(wěn)形式式（p101，圖4.5）彎曲失穩(wěn)穩(wěn)－只有有彎曲變變形；扭轉(zhuǎn)失穩(wěn)穩(wěn)－只有有扭轉(zhuǎn)變變形。彎扭失穩(wěn)穩(wěn)－彎曲曲變形的的同時(shí)伴伴隨有扭扭轉(zhuǎn)變形形。單對(duì)稱截截面繞對(duì)對(duì)稱軸（（或不對(duì)對(duì)稱截面面）彎曲曲失穩(wěn)時(shí)時(shí)，由于于截面的的形心（（內(nèi)力作作用點(diǎn)））與剪心心（截面面的扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)中心））不重合合，截面面內(nèi)的內(nèi)內(nèi)力分量量相對(duì)于于剪心產(chǎn)產(chǎn)生偏心心產(chǎn)生扭扭矩，從從而產(chǎn)生生扭轉(zhuǎn)變變形。失穩(wěn)承載載力低于于彎曲失失穩(wěn)承載載力。只有類似似于十字字型截面面扭轉(zhuǎn)失失穩(wěn)承載載力小于于彎曲失失穩(wěn)承載載力，其其他截面面一般來來說彎曲曲穩(wěn)定承承載力均均大于扭扭轉(zhuǎn)失穩(wěn)穩(wěn)承載力力。3、理想構(gòu)構(gòu)件的彈彈性彎曲曲失穩(wěn)根據(jù)右圖圖列平衡衡方程解平衡方方程：得得4、理想構(gòu)構(gòu)件的彈彈塑性彎彎曲失穩(wěn)穩(wěn)構(gòu)件失穩(wěn)穩(wěn)時(shí)如果果截面應(yīng)應(yīng)力超出出彈性極限，則則構(gòu)件進(jìn)進(jìn)入彈塑塑性工作作階段，，這時(shí)應(yīng)按按切線模模量理論論進(jìn)行分分析3、實(shí)際構(gòu)構(gòu)件的整整體穩(wěn)定定實(shí)際構(gòu)件件與理想想構(gòu)件間間存在著著初始缺缺陷，缺缺陷主要要有：初初始彎曲曲、殘余余應(yīng)力、、初始偏偏心。⑴、初始始彎曲曲的影影響⑵、初始始偏心心的影影響⑶、殘余余應(yīng)力力的影影響前面已已講：：鋼構(gòu)構(gòu)件在在軋制制、焊焊接、、剪切切等過過程中中，會(huì)會(huì)在鋼鋼構(gòu)件件中產(chǎn)產(chǎn)生內(nèi)內(nèi)部自自相平平衡的的殘余余應(yīng)力力，殘殘余應(yīng)應(yīng)力對(duì)對(duì)構(gòu)件件的強(qiáng)強(qiáng)度無無影響響，但但會(huì)對(duì)對(duì)構(gòu)件件的穩(wěn)穩(wěn)定承承載力力產(chǎn)生生不利利影響響。注：殘殘余應(yīng)應(yīng)力對(duì)對(duì)弱軸軸的影影響大大于對(duì)對(duì)強(qiáng)軸的的影響響4、實(shí)際際軸壓壓構(gòu)件件的工工程計(jì)計(jì)算方方法初始彎彎曲與與初始始偏心心的影影響規(guī)規(guī)律相相同，，按概概率理理論兩兩者同同時(shí)取取最大大值的的幾率率很小小，工工程中中把初初彎曲曲考慮慮為最最大（（桿長(zhǎng)長(zhǎng)的千千分之之一））以兼兼并考考慮初初彎曲曲的影影響；；按彎彎曲失失穩(wěn)理理論計(jì)計(jì)算，，考慮慮彎扭扭失穩(wěn)穩(wěn)的影影響，，