期初中級(jí)鋼結(jié)構(gòu)螺栓連接設(shè)計(jì)2019ygh

峰源公開(kāi)課之螺栓1、普通螺普通螺類精制粗制螺性能A級(jí)和BC5.6級(jí)和8.84.6級(jí)和4.8加工方車經(jīng)過(guò)切削而單個(gè)零件上一加工精Ⅰ類孔：栓孔直徑與栓直徑之差為Ⅱ類孔：栓孔直徑與栓桿徑之差為抗剪性好較用性能等級(jí)的含如5.6

5表示fu≥500N/mm20.6表示2、高強(qiáng)度螺栓連45號(hào)40TB加工成并過(guò)熱理 45號(hào)－8級(jí)；40和20MT－1級(jí) 3

1-螺栓；2-墊圈；3-螺母；4-螺絲;5-槽大六角頭螺 扭剪型螺高強(qiáng)度螺栓分根據(jù)確定承載力極限的原則不同，分為摩擦型連接和高強(qiáng)度螺栓承壓傳力途摩擦型——依靠被連板件間摩擦力傳力，以摩力被克服作為設(shè)）。15.m10mm。一、普通螺栓連接構(gòu) 中邊邊排列的方式通常分為并列和錯(cuò)列兩種形中邊邊邊邊端 中 端邊邊并 錯(cuò)并列——簡(jiǎn)單整齊，所用連接板尺寸螺栓孔的存在，對(duì)構(gòu)件截面的削弱較 螺栓排平行于受力方；受壓構(gòu)件上的中距不宜過(guò)大，否則在被連接板件間發(fā)生鼓曲現(xiàn)象因此規(guī)范從受力的角度規(guī)定了最大和最.要保證有一定的空間，以便轉(zhuǎn)0中因此規(guī)范規(guī)定了螺栓的最小0中邊邊邊邊

2d0

端 錯(cuò)

端 中 端并0螺栓或鉚釘?shù)淖畲?、最小容許名位置和方最大容許距（取兩者中的小值最小容距中間外排（垂直內(nèi)力方向或順內(nèi)力方向8d0或垂直內(nèi)力方16d0或順內(nèi)力方壓12d0或拉16d0或沿對(duì)角線方順內(nèi)力方4d0或力方剪切邊或手工軋制邊自動(dòng)精密氣割鋸割高強(qiáng)度螺其他螺栓或鉚注：(1)d0為螺栓孔或鉚釘孔直徑，t為外層較薄板件的(2)鋼板邊緣與剛性構(gòu)件(如角鋼、槽鋼等)相連的螺栓或鉚釘?shù)淖畲箝g距，可按中間排的數(shù)值采用栓連接的構(gòu)造要為了證連接的可靠性，每個(gè)桿件的節(jié)點(diǎn)或拼接接頭一直接承受動(dòng)荷載的普通螺栓連接應(yīng) 螺帽，或其型鋼構(gòu)件拼接采用高強(qiáng)螺栓連接時(shí)，為保四、普通螺栓的抗剪連接1、抗剪連接工作Na

3高強(qiáng)度螺2 普通工作性

0,、兩點(diǎn)相對(duì)位移δ①摩擦傳力的彈性階段(0-1直線段—連接處于彈性工作階段；由于對(duì)普通螺栓②滑移階段(1-2水平段—摩擦力被克服后，板件間突然產(chǎn)生相對(duì)滑③栓桿直接傳力的彈性階段(2-3④彈塑性階段(3-4“4”2、抗剪連接的破①栓桿破壞條件：栓桿直徑較小而板NN②較薄的連接板破壞條件：栓桿直徑較大而板由于拴桿和扳件的擠 是相對(duì)的，故也壞叫做螺栓承壓③板件被拉（壓） 破壞條件：截面削弱過(guò)多 ④板件端部被破壞條件：端矩a過(guò)小 構(gòu)造保證措施N小于⑤栓桿破壞條件：螺栓構(gòu)造保證措施：栓桿長(zhǎng)度不應(yīng)大于

N單個(gè)普通螺栓的抗剪承載力計(jì)（）NbvNb

fd fdnv——受剪面數(shù)目，單剪=1；雙剪=2。d——螺栓桿公稱直徑；fvb——螺栓的抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，見(jiàn)附錄1中的附表

雙剪v單個(gè)螺栓的承壓承載力設(shè)計(jì)值NccbdtfNcc式中∑t—同一受力方向的承壓構(gòu)件的較小總厚對(duì)雙剪：取t1與t2+t3中較對(duì)單剪：取t1與t2中較小fc —承壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，見(jiàn)附錄1中的附表1.3fc 一個(gè)普通螺栓的抗剪承載力設(shè)計(jì) NbN

普通螺栓群的抗剪承載力計(jì)普通螺栓 受 平均圖試驗(yàn)證明,栓群 受剪時(shí)，長(zhǎng)度方向上各螺栓受力并不均勻，而是兩端大,中間當(dāng)l1≤1d)N即連接所需螺栓數(shù)n

NbNV當(dāng)15d

60d

時(shí)，1.1

150d0當(dāng)l160d00以上折減系數(shù)同樣適用于高強(qiáng)度螺栓或鉚釘?shù)拈L(zhǎng)列連bn bV普通螺栓群偏心eFFyy2

1 OT

F作 扭矩T作F作用下每個(gè)螺栓平均nn

栓群在扭矩T=Fe作用下，每個(gè)螺栓均受剪，按設(shè)計(jì)法計(jì)算的基栓②連接板件繞栓群形心轉(zhuǎn)動(dòng)，各螺栓所受剪力大小“1”號(hào)螺栓距心最，因，其受剪最計(jì)算 推導(dǎo)如：設(shè)各螺栓至螺栓群形心O的距離為r1、r2、r3，rn，各螺栓承受的分力分別為N1TN2T、N3T…NnT，根據(jù)TNTrNTrNT NT NT NT

NT

NT

NT NT T( 1

(

(

( )

r x2y2 N T Ni x2y2i i NT NT x2y2 受力最大螺栓“1”所受的合力N

FNT

Nb

V如果y1≥3x1，則可假定xi=0y由此得 y

Ty1則計(jì)算

1Tx iFN1

N2y 2y i

n

五、普通螺栓的抗拉連1.單個(gè)普通螺栓的抗拉承載受拉螺栓的撬 連接剛度對(duì)受拉螺栓的影NtNt

b

ft

4

ft式中de、Ae——b —普通螺栓 受拉計(jì),nN式中 Ntb為一個(gè)螺栓的抗拉承載力設(shè)普通螺栓群偏心受拉 力和彎矩共同作用）計(jì)算＝V

N2 N2 旋轉(zhuǎn)c

N3O

ye2ye受壓 受壓刨承托（板

小偏心受

中和V由承托承 大偏心受剪力V直接通過(guò)承托板傳遞，螺栓 力和彎矩作N N N N KM M N

N

2N2MNMyNM 2N2

NM

NMMKy

Ky2Ky2Ky2 MiiMKii

K

y底排與頂排螺栓受力分別為最小和最大N

NMyn y

ii，ii，

NMy1 y2式中n——ttN

N計(jì)算就會(huì)出現(xiàn)Nmin<0的情況，表示該連接的下部螺栓受壓這是不可能的.這時(shí)應(yīng)按構(gòu)件繞底排螺栓連線軸z’一z’轉(zhuǎn)動(dòng)，即 大

y'Nbii

力N到底排螺栓連線軸的—頂排螺栓到底排螺栓連線軸的—連接中所有螺栓到旋轉(zhuǎn)軸(底排螺栓連線軸)的距離平方 當(dāng) 力N而只有彎矩M作用時(shí)，是這種連接的一個(gè)特例肯定屬于大偏心的情況，

ii

y'Nb 大偏心時(shí)連接的受力有如下特點(diǎn)①受拉螺栓截面只是孤立的幾個(gè)螺栓點(diǎn)。六、普通螺栓受剪力和拉力聯(lián)合作用的連接同時(shí)承受剪力和拉力作用的普通螺栓有兩種可能破壞自單獨(dú)作用的承載力，所得的相關(guān)關(guān)系近似為圓曲線，如所示

NN Nt 1.0Nt剪——拉同時(shí)作用的規(guī)范規(guī)定：同時(shí)承受剪力和桿軸方向拉力的普通螺應(yīng)分別符合下 的要求 V

Nb Nb V 孔壁承壓的計(jì)算

Nb NvNt——一個(gè)螺栓所承受的剪力和拉力設(shè)計(jì)值第六 高強(qiáng)度螺栓連接設(shè)一、高強(qiáng)度螺栓預(yù)拉力 1；2-4-螺

扭剪螺大角頭型高強(qiáng)度螺栓擰緊方法分扭矩法和扭角法么方法，應(yīng)根據(jù)施工條件、施工經(jīng)驗(yàn)確扭矩法:2扭角法螺 墊 螺扭剪型螺扭剪型高強(qiáng)度螺栓擰緊方法是擰掉栓梅花頭，即扭剪法:高強(qiáng)螺栓的預(yù)拉力設(shè)計(jì)值P式中

P0.90.9

AeAe——螺紋處有效截面fu——高強(qiáng)度螺栓經(jīng)熱處理后的最低抗拉強(qiáng)度，對(duì)8.8 系數(shù)1.20.9:考慮抗力的變異等影響0.9:是以抗拉強(qiáng)度為準(zhǔn)引入的附加安全系數(shù)0.9::時(shí)栓中的拉力接近栓所材料的服好因預(yù)拉力有損所要超 10但超 有可能使栓桿中的應(yīng)力超過(guò)，從而引起塑性變，而低預(yù)拉。把有關(guān)數(shù)據(jù)代人上式.并按5kN的模數(shù)取整.即得表3,6直徑高強(qiáng)度螺栓的設(shè)計(jì)預(yù)拉力P值，供設(shè)計(jì)時(shí)直接一個(gè)高強(qiáng)度螺栓的設(shè)計(jì)預(yù)拉力螺栓的性能等8.8.9二.高強(qiáng)度螺栓連接,最少螺栓數(shù)的要求：高強(qiáng)度螺栓最好每一接頭至少3個(gè)：的有效接觸面范圍約為d1.53采用承壓型連接的高強(qiáng)度螺栓的預(yù)拉力P應(yīng)與摩擦型連接高強(qiáng)度螺栓連接處構(gòu)件接觸面應(yīng)清除油污三、高強(qiáng)度螺栓連接基本計(jì)高強(qiáng)度螺栓抗剪a

32 3b

高強(qiáng)度螺普通 0δ（段）1對(duì)于高強(qiáng)度螺栓承壓型連接，破壞準(zhǔn)則為連接達(dá)其極限狀態(tài)4點(diǎn)摩擦型高強(qiáng)度螺栓抗剪連Nb0.9kn 0.9——抗力分項(xiàng)系數(shù)的倒數(shù)，即

R

nf—傳力摩擦面數(shù)目：?jiǎn)渭魰r(shí)nf=1，雙剪時(shí)P—一個(gè)高強(qiáng)度螺栓的設(shè)計(jì)預(yù)拉力，按表3.6選用—摩擦面抗滑移系數(shù)，按3.7表選用k孔型摩擦面抗滑移系數(shù)注：t10°C-°%;當(dāng)t10°接所處溫度在℃或℃以下承壓型高強(qiáng)度螺栓抗剪連高強(qiáng)度螺栓承壓型連接的計(jì)算方法與普通螺栓連接相算單個(gè)螺栓的承載力設(shè)計(jì)值Nb

fb或N

4

剪切面單栓承壓設(shè)計(jì)承剪切面NVVcc dNVVcc

tfc取單栓抗剪承載力為：c

minNb,Nb高強(qiáng)度CP 圖3.8.4高強(qiáng)度螺栓，而與維持平衡，即CPtf:PfNtCf若螺栓和被連接板件保持彈性，板疊厚度為δPfPC

Ab—栓桿截面面Ap—板件擠壓面螺栓桿的伸長(zhǎng)量=板件壓縮恢復(fù)由以上三式，可A PAp

Ab當(dāng)板件即將被拉開(kāi)時(shí)：Cf=0，有Pf=Nt，因 P

/b10，則有：Pf1t8P0tN 0.8t承壓型高強(qiáng)度螺栓的單栓抗拉承載力，因其破壞則為螺栓桿被拉斷，故計(jì)算方法與普通螺栓相同，即Nbfb Nbfb

4

ftb式中：Ae—螺栓桿的有效截面面積de—螺栓桿的有效直徑ftb—高強(qiáng)度螺栓的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)摩擦型 Nv Nv,Nt—某個(gè)摩擦型高強(qiáng)度螺栓所承受的剪力和拉 t—一個(gè)摩擦型高強(qiáng)度螺栓的受剪、受拉承載力 t Nbt

Nb0.9n

Nv 代 可得到常用的習(xí)Nb0.9n(P1.25N N 的意義變化為一個(gè)摩擦型連接高強(qiáng)度螺栓有拉力作用NV剪承載力設(shè)計(jì)承壓型 NN N v tN N v 為了防止孔壁的承壓破壞，應(yīng)滿足NNv 由于在剪應(yīng)力單獨(dú)作用下，高強(qiáng)度螺栓對(duì)板層間產(chǎn)生0。2ttNcvvN單個(gè)螺栓承載力設(shè)計(jì)值匯總表（一受受受受普通螺備計(jì)受力狀螺栓種Nv 2 tbNvb2 tbNvb 4 bbb兼受兼受N2單個(gè)螺栓承載力設(shè)計(jì)值匯總表（二螺栓種受力狀計(jì)備摩擦型強(qiáng)度螺受Nb0.9nfv長(zhǎng)列螺栓減受Nbt兼受NvNtN N Nt單個(gè)螺栓承載力設(shè)計(jì)值匯總表（三螺栓種受力狀計(jì)備受 Nv N dtfc Nvnv 4承壓型 Nt 4強(qiáng)度螺受兼受剪 N2Nb b N v t Nb/ 四、高強(qiáng)度螺栓連接基本計(jì) 應(yīng)1、高強(qiáng)度螺栓群 力作用抗剪計(jì)假定各螺栓受力均勻，故所需Nb對(duì)于NbNbnNbv對(duì)于承壓型連接

V0.9nf N

f

b

fccn cc

或Nv NbN

NbdtfVVcNb minNb,NbVVc2、高強(qiáng)度螺栓群受扭矩或扭矩、剪力共同作用的抗剪計(jì)。eFFyy2

1

F作圖剪力F作用下每個(gè)螺栓

扭矩T作 n扭矩T作用下NT

yi

NT

xi

x2y

xi11由此可得螺栓1的強(qiáng)度驗(yàn)111承壓1

2NF 2N

VV1111 V3、高強(qiáng)度螺栓群 力作用抗拉計(jì)假定各螺栓受力均勻，故所需Nbn NbtN對(duì)于摩擦型連接：Nt

對(duì)于承壓型連接

eN eN

ft4、高強(qiáng)度螺栓群偏心拉力作用抗拉VN c刨

O承托（板ttN

Ni yi

NV 由 由摩擦型高強(qiáng)度螺栓群承受拉力、彎矩和剪力的共同作用時(shí),由nV0.9nf(P1.25NtinV

由 由圖在和共同作用下，最外（下）1 Nyn yni在V作用下，各螺栓所受剪力均相同，即為Nv

NvV在拉、剪共同作用下，對(duì)高強(qiáng)度螺栓摩V 2 2 NbN bfNv上式Nv

b0.9n

Ntb0.8Nt驗(yàn)算方法二在彎矩和拉力 Nynt yni單個(gè)螺栓抗剪設(shè)計(jì)承載力隨拉力的增加Nb 0.9nfP1.25Nti故對(duì)于栓群抗剪強(qiáng)