某大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)講義

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（粗制）六角螺母螺栓，標(biāo)識用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）二、受力性能與計算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2、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單個受剪螺栓的承載力計算螺栓抗剪：孔壁承壓：最大承載力：軸力作用受剪螺栓群的連接計算受力特性：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，設(shè)計計算時仍按均布，但強(qiáng)度需乘折減系數(shù)β，當(dāng)l1≥15d0時：

當(dāng)l1≥60d0時β＝0.7連接所需螺栓數(shù)量：連接板凈截面強(qiáng)度扭矩、軸力及剪力共同作用受剪螺栓群計算扭矩作用：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受彎矩作用螺栓連接計算M、N共同作用（偏心受拉）螺栓計算小偏心：大偏心:拉剪共同作用螺栓連接計算注：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。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））。受拉拉時兩者者無區(qū)別別。高強(qiáng)螺栓栓采用Ⅱ級孔，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)度度等級由高強(qiáng)材材料經(jīng)熱熱處理制制成，按按強(qiáng)度等等級分10.9與8.8級。10.9級一般為為20MnTiB、40Cr等材料，，fu≥1000N/mm2，fu/fy≥0.9；8.8級一般為為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)螺栓連連接計算算受剪連接接計算一個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計算三、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，計算算公式總總結(jié)如表表3.11。本章重點(diǎn)點(diǎn)1、角焊焊縫的構(gòu)構(gòu)造與計計算；2、焊接接殘余應(yīng)應(yīng)力與變變形的產(chǎn)產(chǎn)生機(jī)理理與影響響；2、普通通螺栓受受剪連接接的破壞壞形式與與機(jī)理；；3、高強(qiáng)螺螺栓連接接的構(gòu)造造與計算算。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)計計第六節(jié)格格構(gòu)構(gòu)式軸心心受壓構(gòu)構(gòu)件第一節(jié)概概述述軸心受力構(gòu)件件分軸心受拉拉及受壓兩類類構(gòu)件，作為為一種受力構(gòu)構(gòu)件，就應(yīng)滿滿足承載能力力與正常使用用兩種極限狀狀態(tài)的要求。。正常使用極限限狀態(tài)的要求求用構(gòu)件的長長細(xì)比來控制制；承載能力力極限狀態(tài)包包括強(qiáng)度、整整體穩(wěn)定、局局部穩(wěn)定三方方面的要求。。穩(wěn)定問題是鋼鋼構(gòu)件的重點(diǎn)點(diǎn)問題，所有有鋼構(gòu)件都涉涉及到穩(wěn)定問問題，是鋼構(gòu)構(gòu)件設(shè)計的重重點(diǎn)與難點(diǎn)。。本章將簡單單講述鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)的鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)穩(wěn)定理論的一一般概念，為為下序章節(jié)打打基礎(chǔ)。軸心受力構(gòu)件件的截面分：：實(shí)腹式與格格構(gòu)式兩類（（P97圖4.2）實(shí)腹式又分型型鋼截面（包包括普通型鋼鋼與薄壁型鋼鋼），組合截截面（鋼板組組合與型鋼組組合截面）格構(gòu)式截面又又分綴條式截截面與綴板式式截面第二節(jié)軸軸心受力構(gòu)件件的強(qiáng)度與剛剛度一、軸心受力力構(gòu)件的強(qiáng)度度以凈截面的平平均應(yīng)力強(qiáng)度度為準(zhǔn)則：即即二、軸心受力力構(gòu)件的剛度度以構(gòu)件的長細(xì)細(xì)比來控制，，即第三節(jié)實(shí)實(shí)腹式軸心受受壓構(gòu)件的整整體穩(wěn)定一、穩(wěn)定問題題的概述所謂的穩(wěn)定是是指結(jié)構(gòu)或構(gòu)構(gòu)件受載變形形后，所處平平衡狀態(tài)的屬屬性。如圖4.4，穩(wěn)定定分穩(wěn)定平衡衡、隨遇平衡衡、不穩(wěn)定平平衡。結(jié)構(gòu)或或構(gòu)件失穩(wěn)實(shí)實(shí)際上為從穩(wěn)穩(wěn)定平衡狀態(tài)態(tài)經(jīng)過臨界平平衡狀態(tài)，進(jìn)進(jìn)入不穩(wěn)定狀狀態(tài)，臨界狀狀態(tài)的荷載即即為結(jié)構(gòu)或構(gòu)構(gòu)件的穩(wěn)定極極限荷載，構(gòu)構(gòu)件必須工作作在臨界荷載載之前。穩(wěn)定問題為鋼鋼結(jié)構(gòu)的重點(diǎn)點(diǎn)問題，所有有鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件件均件均存在在穩(wěn)定問題，，穩(wěn)定問題分分構(gòu)件的整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定。二、理想軸心心受壓構(gòu)件的的整體失穩(wěn)1、理想條件件：絕對直桿桿、材料均質(zhì)質(zhì)、無荷載偏偏心、無初始始應(yīng)力、完完全彈性。2、典型失穩(wěn)穩(wěn)形式（p101，，圖4.5））彎曲失穩(wěn)－只只有彎曲變形形；扭轉(zhuǎn)失穩(wěn)－只只有扭轉(zhuǎn)變形形。彎扭失穩(wěn)－彎彎曲變形的同同時伴隨有扭扭轉(zhuǎn)變形。單對稱截面繞繞對稱軸（或或不對稱截面面）彎曲失穩(wěn)穩(wěn)時，由于截截面的形心（（內(nèi)力作用點(diǎn)點(diǎn)）與剪心（（截面的扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)中心）不重重合，截面內(nèi)內(nèi)的內(nèi)力分量量相對于剪心心產(chǎn)生偏心產(chǎn)產(chǎn)生扭矩，從從而產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變形。失穩(wěn)承載力低低于彎曲失穩(wěn)穩(wěn)承載力。只有類似于十十字型截面扭扭轉(zhuǎn)失穩(wěn)承載載力小于彎曲曲失穩(wěn)承載力力，其他截面面一般來說彎彎曲穩(wěn)定承載載力均大于扭扭轉(zhuǎn)失穩(wěn)承載載力。3、理想構(gòu)件件的彈性彎曲曲失穩(wěn)根據(jù)右圖列平平衡方程解平衡方程：：得4、理想構(gòu)件件的彈塑性彎彎曲失穩(wěn)構(gòu)件失穩(wěn)時如如果截面應(yīng)力力超出彈性極限，則構(gòu)件件進(jìn)入彈塑性性工作階段，，這時應(yīng)按切線線模量理論進(jìn)進(jìn)行分析3、實(shí)際構(gòu)件件的整體穩(wěn)定定實(shí)際構(gòu)件與理理想構(gòu)件間存存在著初始缺缺陷，缺陷主主要有：初始始彎曲、殘余余應(yīng)力、初始始偏心。⑴、初始彎曲曲的影響⑵、初始偏心心的影響⑶、殘余應(yīng)力力的影響前面已講：鋼鋼構(gòu)件在軋制制、焊接、剪剪切等過程中中，會在鋼構(gòu)構(gòu)件中產(chǎn)生內(nèi)內(nèi)部自相平衡衡的殘余應(yīng)力力，殘余應(yīng)力力對構(gòu)件的強(qiáng)強(qiáng)度無影響，，但會對構(gòu)件件的穩(wěn)定承載載力產(chǎn)生不利利影響。注：殘余應(yīng)力力對弱軸的影影響大于對強(qiáng)軸的影響4、實(shí)際軸壓壓構(gòu)件的工程程計算方法初始彎曲與初初始偏心的影影響規(guī)律相同同，按概率理理論兩者同時時取最大值的的幾率很小，，工程中把初初彎曲考慮為為最大（桿長長的千分之一一）以兼并考考慮初彎曲的的影響；按彎彎曲失穩(wěn)理論論計算，考慮慮彎扭失穩(wěn)的的影響，同