普通螺栓的連接課件

第六節(jié)普通螺栓的連接一、普通螺栓的連接構(gòu)造螺栓的規(guī)格與表示鋼結(jié)構(gòu)一般選用C級(jí)（粗制）六角螺母螺栓，標(biāo)識(shí)用M和工程直徑（mm）表示，例如M16、M20等螺栓的排列螺栓的各距應(yīng)滿足規(guī)定的要求（P71~72，表3.5~8）第六節(jié)普通螺栓的連接一、普通螺栓的連接構(gòu)造1二、受力性能與計(jì)算1、受力分類螺栓根據(jù)作用不同，按螺栓受力可以分為：受剪、受拉及剪拉共同作用二、受力性能與計(jì)算22、受剪連接受力性能與破壞形式五種破壞形式螺栓受剪破壞孔壁擠壓破壞連接板凈截面破壞螺栓受彎破壞連接板沖剪破壞2、受剪連接3單個(gè)受剪螺栓的承載力計(jì)算螺栓抗剪：孔壁承壓：最大承載力：?jiǎn)蝹€(gè)受剪螺栓的承載力計(jì)算4軸力作用受剪螺栓群的連接計(jì)算受力特性：沿受力方向，受力分配不均，兩端大中間小，在一定范圍內(nèi)，靠塑變可以均布內(nèi)力，過大時(shí)，設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)仍按均布，但強(qiáng)度需乘折減系數(shù)β，當(dāng)l1≥15d0時(shí)：

當(dāng)l1≥60d0時(shí)β＝0.7連接所需螺栓數(shù)量：連接板凈截面強(qiáng)度軸力作用受剪螺栓群的連接計(jì)算5扭矩、軸力及剪力共同作用受剪螺栓群計(jì)算扭矩作用：扭矩、軸力及剪力共同作用受剪螺栓群計(jì)算6軸力及剪力作用軸力扭矩共同作用下最大受力螺栓受拉螺栓連接受力性能與承載力軸力及剪力作用7受彎矩作用螺栓連接計(jì)算受彎矩作用螺栓連接計(jì)算8M、N共同作用（偏心受拉）螺栓計(jì)算小偏心：大偏心:M、N共同作用（偏心受拉）螺栓計(jì)算9拉剪共同作用螺栓連接計(jì)算注：此類連接因無支托板，一般應(yīng)考慮精制螺栓連接，以減少連接變形。拉剪共同作用螺栓連接計(jì)算10第七節(jié)高強(qiáng)度螺栓連接一、概述按受力特性分：摩擦型與承壓型抗剪連接時(shí)摩擦型以板件間最大摩擦力為承載力極限狀態(tài)；承壓型允許克服最大摩擦力后，以螺桿抗剪與孔壁承壓破壞為承載力極限狀態(tài)（同普通螺栓）。受拉時(shí)兩者無區(qū)別。高強(qiáng)螺栓采用Ⅱ級(jí)孔，便于施工。受傳力機(jī)理的要求，構(gòu)造上除連接板的邊、端距≥1.5d0外其它同普通螺栓。高強(qiáng)螺栓的材料與強(qiáng)度等級(jí)由高強(qiáng)材料經(jīng)熱處理制成，按強(qiáng)度等級(jí)分10.9與8.8級(jí)。10.9級(jí)一般為20MnTiB、40Cr等材料，fu≥1000N/mm2，fu/fy≥0.9；8.8級(jí)一般為45＃鋼制成，fu≥800N/mm2，fu/fy≥0.8。第七節(jié)高強(qiáng)度螺栓連接11高強(qiáng)螺栓的預(yù)拉力（P85表3.9）二、摩擦型高強(qiáng)螺栓連接計(jì)算受剪連接計(jì)算一個(gè)螺栓抗剪承載力連接所需螺栓數(shù)凈截面強(qiáng)度：考慮50％孔前傳力高強(qiáng)螺栓的預(yù)拉力（P85表3.9）12受拉連接高強(qiáng)螺栓計(jì)算由于高強(qiáng)螺栓的基本承載力為摩擦力，而摩擦力預(yù)正壓力有關(guān)，為保證板件間保留一定的壓緊力《規(guī)范》規(guī)定:受彎連接結(jié)算（形心軸在中排）拉、剪共同作用連接計(jì)算三、承壓型高強(qiáng)螺栓連接受力性能同普通螺栓，拉剪作用時(shí)以栓桿抗剪及孔壁承壓承力；受拉同摩擦型，計(jì)算公式總結(jié)如表3.11。受拉連接高強(qiáng)螺栓計(jì)算13本章重點(diǎn)1、角焊縫的構(gòu)造與計(jì)算；2、焊接殘余應(yīng)力與變形的產(chǎn)生機(jī)理與影響；2、普通螺栓受剪連接的破壞形式與機(jī)理；3、高強(qiáng)螺栓連接的構(gòu)造與計(jì)算。普通螺栓的連接課件14第四章軸心受力構(gòu)件第一節(jié)概述第二節(jié)軸心受力構(gòu)件的強(qiáng)度與剛度第三節(jié)實(shí)腹式軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定第四節(jié)實(shí)腹式軸心受壓構(gòu)件的局部穩(wěn)定第五節(jié)實(shí)腹式軸心受壓構(gòu)件的截面設(shè)計(jì)第六節(jié)格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件第四章軸心受力構(gòu)件第一節(jié)概述15第一節(jié)概述軸心受力構(gòu)件分軸心受拉及受壓兩類構(gòu)件，作為一種受力構(gòu)件，就應(yīng)滿足承載能力與正常使用兩種極限狀態(tài)的要求。正常使用極限狀態(tài)的要求用構(gòu)件的長細(xì)比來控制；承載能力極限狀態(tài)包括強(qiáng)度、整體穩(wěn)定、局部穩(wěn)定三方面的要求。穩(wěn)定問題是鋼構(gòu)件的重點(diǎn)問題，所有鋼構(gòu)件都涉及到穩(wěn)定問題，是鋼構(gòu)件設(shè)計(jì)的重點(diǎn)與難點(diǎn)。本章將簡(jiǎn)單講述鋼結(jié)構(gòu)的鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定理論的一般概念，為下序章節(jié)打基礎(chǔ)。軸心受力構(gòu)件的截面分：實(shí)腹式與格構(gòu)式兩類（P97圖4.2）實(shí)腹式又分型鋼截面（包括普通型鋼與薄壁型鋼），組合截面（鋼板組合與型鋼組合截面）格構(gòu)式截面又分綴條式截面與綴板式截面第一節(jié)概述16第二節(jié)軸心受力構(gòu)件的強(qiáng)度與剛度一、軸心受力構(gòu)件的強(qiáng)度以凈截面的平均應(yīng)力強(qiáng)度為準(zhǔn)則：即二、軸心受力構(gòu)件的剛度以構(gòu)件的長細(xì)比來控制，即第三節(jié)實(shí)腹式軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定一、穩(wěn)定問題的概述所謂的穩(wěn)定是指結(jié)構(gòu)或構(gòu)件受載變形后，所處平衡狀態(tài)的屬性。如圖4.4，穩(wěn)定分穩(wěn)定平衡、隨遇平衡、不穩(wěn)定平衡。結(jié)構(gòu)或構(gòu)件失穩(wěn)實(shí)際上為從穩(wěn)定平衡狀態(tài)經(jīng)過臨界平衡狀態(tài)，進(jìn)入不穩(wěn)定狀態(tài)，臨界狀態(tài)的荷載即為結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的穩(wěn)定極限荷載，構(gòu)件必須工作在臨界荷載之前。第二節(jié)軸心受力構(gòu)件的強(qiáng)度與剛度17穩(wěn)定問題為鋼結(jié)構(gòu)的重點(diǎn)問題，所有鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件均件均存在穩(wěn)定問題，穩(wěn)定問題分構(gòu)件的整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定。二、理想軸心受壓構(gòu)件的整體失穩(wěn)1、理想條件：絕對(duì)直桿、材料均質(zhì)、無荷載偏心、無初始應(yīng)力、完全彈性。2、典型失穩(wěn)形式（p101，圖4.5）彎曲失穩(wěn)－只有彎曲變形；扭轉(zhuǎn)失穩(wěn)－只有扭轉(zhuǎn)變形。彎扭失穩(wěn)－彎曲變形的同時(shí)伴隨有扭轉(zhuǎn)變形。單對(duì)稱截面繞對(duì)稱軸（或不對(duì)稱截面）彎曲失穩(wěn)時(shí)，由于截面的形心（內(nèi)力作用點(diǎn)）與剪心（截面的扭轉(zhuǎn)中心）不重合，截面內(nèi)的內(nèi)力分量相對(duì)于剪心產(chǎn)生偏心產(chǎn)生扭矩，從而產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)變形。失穩(wěn)承載力低于彎曲失穩(wěn)承載力。只有類似于十字型截面扭轉(zhuǎn)失穩(wěn)承載力小于彎曲失穩(wěn)承載力，其他截面一般來說彎曲穩(wěn)定承載力均大于扭轉(zhuǎn)失穩(wěn)承載力。穩(wěn)定問題為鋼結(jié)構(gòu)的重點(diǎn)問題，所有鋼結(jié)183、理想構(gòu)件的彈性彎曲失穩(wěn)根據(jù)右圖列平衡方程解平衡方程：得4、理想構(gòu)件的彈塑性彎曲失穩(wěn)構(gòu)件失穩(wěn)時(shí)如果截面應(yīng)力超出彈性極限，則構(gòu)件進(jìn)入彈塑性工作階段，這時(shí)應(yīng)按切線模量理論進(jìn)行分析3、理想構(gòu)件的彈性彎曲失穩(wěn)193、實(shí)際構(gòu)件的整體穩(wěn)定實(shí)際構(gòu)件與理想構(gòu)件間存在著初始缺陷，缺陷主要有：初始彎曲、殘余應(yīng)力、初始偏心。⑴、初始彎曲的影響⑵、初始偏心的影響3、實(shí)際構(gòu)件的整體穩(wěn)定20⑶、殘余應(yīng)力的影響前面已講：鋼構(gòu)件在軋制、焊接、剪切等過程中，會(huì)在鋼構(gòu)件中產(chǎn)生內(nèi)部自相平衡的殘余應(yīng)力，殘余應(yīng)力對(duì)構(gòu)件的強(qiáng)度無影響，但會(huì)對(duì)構(gòu)件的穩(wěn)定承載力產(chǎn)生不利影響。注：殘余應(yīng)力對(duì)弱軸的影響大于對(duì)強(qiáng)軸的影響⑶、殘余應(yīng)力的影響214、實(shí)際軸壓構(gòu)件的工程計(jì)算方法初始彎曲與初始偏心的影響規(guī)律相同，按概率理論兩者同時(shí)取最大值的幾率很小，工程中把初彎曲考慮為最大（桿長的千分之一）以兼并考慮初彎曲的影響；按彎曲失穩(wěn)理論計(jì)算，考慮彎扭失穩(wěn)的影響，同時(shí)考慮殘余應(yīng)力的影響，根據(jù)各類影響因素的不同將構(gòu)件截面類型分為a、b、c及d四類（詳見p112，圖4.16及p113，表4.4a）。

a類為殘余應(yīng)力影響較小，c類為殘余應(yīng)力影響較大，并有彎扭失穩(wěn)影響，a、c類之間為b類，d類厚板工字鋼繞弱軸?！兑?guī)范》計(jì)算公式

ψ按λ計(jì)算4、實(shí)際軸壓構(gòu)件的工程計(jì)算方法22第六節(jié)普通螺栓的連接一、普通螺栓的連接構(gòu)造螺栓的規(guī)格與表示鋼結(jié)構(gòu)一般選用C級(jí)（粗制）六角螺母螺栓，標(biāo)識(shí)用M和工程直徑（mm）表示，例如M16、M20等螺栓的排列螺栓的各距應(yīng)滿足規(guī)定的要求（P71~72，表3.5~8）第六節(jié)普通螺栓的連接一、普通螺栓的連接構(gòu)造23二、受力性能與計(jì)算1、受力分類螺栓根據(jù)作用不同，按螺栓受力可以分為：受剪、受拉及剪拉共同作用二、受力性能與計(jì)算242、受剪連接受力性能與破壞形式五種破壞形式螺栓受剪破壞孔壁擠壓破壞連接板凈截面破壞螺栓受彎破壞連接板沖剪破壞2、受剪連接25單個(gè)受剪螺栓的承載力計(jì)算螺栓抗剪：孔壁承壓：最大承載力：?jiǎn)蝹€(gè)受剪螺栓的承載力計(jì)算26軸力作用受剪螺栓群的連接計(jì)算受力特性：沿受力方向，受力分配不均，兩端大中間小，在一定范圍內(nèi)，靠塑變可以均布內(nèi)力，過大時(shí)，設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)仍按均布，但強(qiáng)度需乘折減系數(shù)β，當(dāng)l1≥15d0時(shí)：

當(dāng)l1≥60d0時(shí)β＝0.7連接所需螺栓數(shù)量：連接板凈截面強(qiáng)度軸力作用受剪螺栓群的連接計(jì)算27扭矩、軸力及剪力共同作用受剪螺栓群計(jì)算扭矩作用：扭矩、軸力及剪力共同作用受剪螺栓群計(jì)算28軸力及剪力作用軸力扭矩共同作用下最大受力螺栓受拉螺栓連接受力性能與承載力軸力及剪力作用29受彎矩作用螺栓連接計(jì)算受彎矩作用螺栓連接計(jì)算30M、N共同作用（偏心受拉）螺栓計(jì)算小偏心：大偏心:M、N共同作用（偏心受拉）螺栓計(jì)算31拉剪共同作用螺栓連接計(jì)算注：此類連接因無支托板，一般應(yīng)考慮精制螺栓連接，以減少連接變形。拉剪共同作用螺栓連接計(jì)算32第七節(jié)高強(qiáng)度螺栓連接一、概述按受力特性分：摩擦型與承壓型抗剪連接時(shí)摩擦型以板件間最大摩擦力為承載力極限狀態(tài)；承壓型允許克服最大摩擦力后，以螺桿抗剪與孔壁承壓破壞為承載力極限狀態(tài)（同普通螺栓）。受拉時(shí)兩者無區(qū)別。高強(qiáng)螺栓采用Ⅱ級(jí)孔，便于施工。受傳力機(jī)理的要求，構(gòu)造上除連接板的邊、端距≥1.5d0外其它同普通螺栓。高強(qiáng)螺栓的材料與強(qiáng)度等級(jí)由高強(qiáng)材料經(jīng)熱處理制成，按強(qiáng)度等級(jí)分10.9與8.8級(jí)。10.9級(jí)一般為20MnTiB、40Cr等材料，fu≥1000N/mm2，fu/fy≥0.9；8.8級(jí)一般為45＃鋼制成，fu≥800N/mm2，fu/fy≥0.8。第七節(jié)高強(qiáng)度螺栓連接33高強(qiáng)螺栓的預(yù)拉力（P85表3.9）二、摩擦型高強(qiáng)螺栓連接計(jì)算受剪連接計(jì)算一個(gè)螺栓抗剪承載力連接所需螺栓數(shù)凈截面強(qiáng)度：考慮50％孔前傳力高強(qiáng)螺栓的預(yù)拉力（P85表3.9）34受拉連接高強(qiáng)螺栓計(jì)算由于高強(qiáng)螺栓的基本承載力為摩擦力，而摩擦力預(yù)正壓力有關(guān)，為保證板件間保留一定的壓緊力《規(guī)范》規(guī)定:受彎連接結(jié)算（形心軸在中排）拉、剪共同作用連接計(jì)算三、承壓型高強(qiáng)螺栓連接受力性能同普通螺栓，拉剪作用時(shí)以栓桿抗剪及孔壁承壓承力；受拉同摩擦型，計(jì)算公式總結(jié)如表3.11。受拉連接高強(qiáng)螺栓計(jì)算35本章重點(diǎn)1、角焊縫的構(gòu)造與計(jì)算；2、焊接殘余應(yīng)力與變形的產(chǎn)生機(jī)理與影響；2、普通螺栓受剪連接的破壞形式與機(jī)理；3、高強(qiáng)螺栓連接的構(gòu)造與計(jì)算。普通螺栓的連接課件36第四章軸心受力構(gòu)件第一節(jié)概述第二節(jié)軸心受力構(gòu)件的強(qiáng)度與剛度第三節(jié)實(shí)腹式軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定第四節(jié)實(shí)腹式軸心受壓構(gòu)件的局部穩(wěn)定第五節(jié)實(shí)腹式軸心受壓構(gòu)件的截面設(shè)計(jì)第六節(jié)格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件第四章軸心受力構(gòu)件第一節(jié)概述37第一節(jié)概述軸心受力構(gòu)件分軸心受拉及受壓兩類構(gòu)件，作為一種受力構(gòu)件，就應(yīng)滿足承載能力與正常使用兩種極限狀態(tài)的要求。正常使用極限狀態(tài)的要求用構(gòu)件的長細(xì)比來控制；承載能力極限狀態(tài)包括強(qiáng)度、整體穩(wěn)定、局部穩(wěn)定三方面的要求。穩(wěn)定問題是鋼構(gòu)件的重點(diǎn)問題，所有鋼構(gòu)件都涉及到穩(wěn)定問題，是鋼構(gòu)件設(shè)計(jì)的重點(diǎn)與難點(diǎn)。本章將簡(jiǎn)單講述鋼結(jié)構(gòu)的鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定理論的一般概念，為下序章節(jié)打基礎(chǔ)。軸心受力構(gòu)件的截面分：實(shí)腹式與格構(gòu)式兩類（P97圖4.2）實(shí)腹式又分型鋼截面（包括普通型鋼與薄壁型鋼），組合截面（鋼板組合與型鋼組合截面）格構(gòu)式截面又分綴條式截面與綴板式截面第一節(jié)概述38第二節(jié)軸心受力構(gòu)件的強(qiáng)度與剛度一、軸心受力構(gòu)件的強(qiáng)度以凈截面的平均應(yīng)力強(qiáng)度為準(zhǔn)則：即二、軸心受力構(gòu)件的剛度以構(gòu)件的長細(xì)比來控制，即第三節(jié)實(shí)腹式軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定一、穩(wěn)定問題的概述所謂的穩(wěn)定是指結(jié)構(gòu)或構(gòu)件受載變形后，所處平衡狀態(tài)的屬性。如圖4.4，穩(wěn)定分穩(wěn)定平衡、隨遇平衡、不穩(wěn)定平衡。結(jié)構(gòu)或構(gòu)件失穩(wěn)實(shí)際上為從穩(wěn)定平衡狀態(tài)經(jīng)過臨界平衡狀態(tài)，進(jìn)入不穩(wěn)定狀態(tài)，臨界狀態(tài)的荷載即為結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的穩(wěn)定極限荷載，構(gòu)件必須工作在臨界荷載之前。第二節(jié)軸心受力構(gòu)件的強(qiáng)度與剛度39穩(wěn)定問題為鋼結(jié)構(gòu)的重點(diǎn)問題，所有鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件均件均存在穩(wěn)定問題，穩(wěn)定問題分構(gòu)件的整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定。二、理想軸心受壓構(gòu)件的整體失穩(wěn)1、理想條件：絕對(duì)直桿、材料均質(zhì)、無荷載偏心、無初始應(yīng)力、完全彈性。2、典型失穩(wěn)形式（p101，圖4.5）彎曲失穩(wěn)－只有彎曲變形；扭轉(zhuǎn)失穩(wěn)－只有扭轉(zhuǎn)變形。彎扭失穩(wěn)－彎曲變形的同時(shí)伴隨有扭轉(zhuǎn)變形。單對(duì)稱截面繞對(duì)稱軸（或不對(duì)稱截面）彎曲失穩(wěn)時(shí)，由于截面的形心（內(nèi)力作用點(diǎn)）與剪心（截面的扭轉(zhuǎn)中心）不重合，截面內(nèi)的內(nèi)力分量相對(duì)于剪心產(chǎn)生偏心產(chǎn)生扭矩，從而產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)變形。失穩(wěn)承載力低于彎曲失穩(wěn)承載力。只有類似于十字型截面扭轉(zhuǎn)失穩(wěn)承載力小于彎曲失穩(wěn)承載力，其他截面一般來說彎曲穩(wěn)定承載力均大于扭轉(zhuǎn)失穩(wěn)承載力。穩(wěn)定問題為鋼結(jié)構(gòu)的重點(diǎn)問題，所有