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1、普通螺栓连接第1页，此课件共22页哦3.73.7螺栓和铆钉连接的排列和构造要求螺栓和铆钉连接的排列和构造要求3.7.1 螺栓和铆钉的排列螺栓和铆钉的排列分为并列和错列两种形式。并列比较简单整齐，布置紧凑，连接板尺寸小，螺栓孔对构件截面削弱较大。错列可以减小对截面的削弱，但螺栓排列松散，连接板尺寸较大。第2页，此课件共22页哦螺栓和铆钉在构件上的排列应考虑以下要求：受力要求 垂直于受力方向：受拉构件各排螺栓的中距及边距不能过小，以免使螺栓周围应力集中相互影响，钢板截面削弱过多，降低其承载能力。在顺力作用方向：端距应按被连接件材料的抗挤压及抗剪切等强度条件确定，以使钢板在端部不致被螺栓冲剪破坏，端
2、距不应小于2d0；中距不宜过大，否则被连接板件间容易发生鼓曲现象。构造要求 中距及边距不宜过大，否则连接板件间不能紧密贴合，潮气侵入缝隙使钢材锈蚀。施工要求 保证一定空间，便于打锚和采用扳手拧紧螺帽。根据扳手尺寸和工人的施工经验、规定最小中距为3d0。根据以上要求规范规定了螺栓和铆钉的容许距离。第3页，此课件共22页哦3.8.1普通螺栓的抗剪连接1.抗剪连接的工作性能抗剪连接是最常见的螺栓连接。抗剪试验可得试件上a、b两点间的相对位移与作用力N的关系曲线。试件由零载一直加载至连接破坏的全过程，经历三个阶段。3.8普通螺栓连接的工作性能和计算第4页，此课件共22页哦(1)弹性阶段O1斜直线段：加
3、荷之初，连接中剪力较小，荷载靠板件间接触面的摩擦力传递，螺栓杆与孔壁间的间隙保持不变，处于弹性阶段，板件间摩擦力大小取决于拧紧螺帽时螺杆中的初始拉力，普通螺栓的初应力很小。此阶段很短，可略去不计。(2)相对滑移阶段12水平线段：荷载增大，剪力达到摩擦力最大值，板件间产生相对滑移，其最大滑移量为螺栓杆与孔壁之间的间隙，直至螺栓杆与孔壁接触。第5页，此课件共22页哦(3)弹塑性阶段荷载继续增加，连接所承受的外力主要靠螺栓与孔壁接触传递。螺栓杆除主要受剪力外，还承受弯矩和轴向拉力，孔壁受到挤压。螺杆的伸长受到螺帽的约束，增大了板件间的压紧力，使板件间的摩擦力随之增大，所以曲线呈上升状态。达到“3”点
4、时，螺栓或连接板达到弹性极限。荷载继续增加，此阶段即使给荷载很小的增量，连接的剪切变形也迅速加大，直到连接的最后破坏。曲线的最高点“4”所对应的荷载即为普通螺栓连接的极限荷载。第6页，此课件共22页哦螺栓抗剪连接达到极限承载力时，可能的破坏形式：栓杆直径较小时，栓杆可能先被剪断；栓杆直径较大、板件较薄时，板件可能先被挤坏，栓杆和板件的挤压是相对的，也把这种破坏叫做螺栓承压破坏；板件截面可能因螺栓孔消弱截面太多而被拉断；端距太小，端距范围内的板件有可能被栓杆冲剪破坏。第种破坏形式属于构件的强度计算；第种破坏形式由螺栓端距2d0来保证。因此，抗剪螺栓连接的计算只考虑第、种破破形式。第7页，此课件共
5、22页哦2.一个普通螺栓的抗剪承载力普通螺栓连接的抗剪承载力，应考虑螺栓杆受剪和孔壁承压两种情况。假定螺栓受剪面上的剪应力均匀分布，一个抗剪螺栓的抗剪承载力设计值为nv受剪面数目，单剪nv=1，双剪nv=2，四剪nv=4；d螺栓杆直径(螺栓的公称直径)；螺栓抗剪强度设计值。第8页，此课件共22页哦螺栓的实际承压应力分布情况难以确定，简化计算，假定螺栓承压应力分布于螺栓直径平面上，且假定该承压面上的应力为均匀分布，则一个抗剪螺栓的承压承载力设计值式为 在同一受力方向的承压构件的较小总厚度；螺栓承压强度设计值。第9页，此课件共22页哦3.轴心剪力作用的普通螺栓群计算试验表明，螺栓群承受轴心剪力时，
6、螺栓群在长度方向各螺栓受力不均匀，两端大，中间小。当沿受力方向的连接长度l115d0时，连接工作进入弹塑性阶段后，内力发生重分布，螺栓群中各螺栓受力逐渐均匀，故可认为轴心力N由每个螺栓平均分担，螺栓数n 一个螺栓抗剪承载力设计值与承压承载力设计值的 较小值第10页，此课件共22页哦当l1l5d0时，连接工作进入弹塑性阶段后，各螺杆所受内力不易均匀，端部螺栓首先达到极限强度而破坏，随后由外向里依次破坏。为防止端部螺栓提前破坏，因此，当l1l5d0 时，螺栓的抗剪和承压承载力设计值应乘以折减系数予以降低：l160d0时，=0.7。则所需抗剪螺栓数为构件截面验算 第11页，此课件共22页哦板件1-1
7、截面 N2-2截面3-3截面1-1截面受力最大拼接板3-3截面受力最大错列螺栓排列，需验算正交截面和折线截面的强度 第12页，此课件共22页哦4扭矩作用的普通螺栓群计算首先布置螺栓，然后计算受力最大螺栓所承受的剪力，再和 进行比较。螺栓群在扭矩作用下，每个螺栓均受剪,假设：(1)被连接板件为绝对刚性时，螺栓为弹性的；(2)被连接板件绕螺栓群形心旋转，各螺栓所受剪力大小与该螺栓至形心距离ri成正比，其方向与连线该螺栓至形心垂直。第13页，此课件共22页哦第14页，此课件共22页哦5.扭矩、剪力和轴心力共同作用的普通螺栓群计算先布置螺栓，再进行验算。第15页，此课件共22页哦3.8.2普通螺栓的抗
8、拉连接1.一个普通螺拴的抗拉承载力受拉连接中，螺栓所受的拉力和垂直连接件的刚度有关。螺栓受拉时，通常不可能使拉力正作用在螺栓轴线上，通过与螺杆垂直的板件传递。如连接件的刚度较小，受力后连接件会变形，形成杠杆作用，螺栓有被撬开的趋势，使螺杆中的拉力增加并产生弯曲现象。考虑杠杆作用时，螺杆的轴心力为：Nt=N+QQ由于杠杆作用对螺栓产生的撬力。抗拉螺栓连接的破坏形式为栓杆被拉断，一个抗拉螺栓的承载力设计值为：第16页，此课件共22页哦撬力大小与连接件的刚度有关，连接件的刚度越小，撬力越大，同时撬力也与螺栓直径和螺栓所在位置等因素有关。确定撬力比较复杂，为了简化，规定普通螺栓抗拉强度设计值取为螺栓钢
9、材抗拉强度设计值的0.8倍，以考虑撬力的影响。此外，在构造上也可采取一些措施加强连接件的刚度，如设置加劲肋，可以减小甚至消除撬力的影响。第17页，此课件共22页哦2、轴心拉力作用的普通螺栓群计算螺栓群在轴心力作用下的抗拉连接，通常假定每个螺栓平均受力，则连接所需螺栓数为：第18页，此课件共22页哦3.弯矩作用的普通螺栓群计算剪力V通过承托板传递。离中和轴越远螺栓受拉力越大，压应力由弯矩指向一侧的部分端板承受，设中和轴至端板受压边缘的距离为c。受拉螺栓截面是孤立的几个螺栓点；端板受压区则是宽度较大的实体矩形截面。计算形心位置作为中和轴时，所求得的端板受压区高度c总是很小，中和轴通常在弯矩指向一侧
10、最外排螺栓附近的某个位置。实际计算时可近似地取中和轴位于最下排螺栓O处，即认为连接变形为绕O处水平轴转动，螺栓拉力与O点算起的纵坐标y成正比。偏安全忽略力臂很小的端板受压区部分的力矩第19页，此课件共22页哦4、弯矩和拉力共同作用的普通螺栓群计算螺栓群承受轴心拉力N和弯矩MNe的共同作用。按弹性设计法，根据偏心距的大小可能出现小偏心受拉和大偏心受拉两种情况。(1)小偏心受拉：所有螺栓均承受拉力作用，轴心力由各螺栓均匀承受；弯矩则引起以螺栓群形心O处水平轴为中和轴的三角形应力分布，使上部螺栓受拉，下部螺栓受压；叠加后全部螺栓均为受拉。可得最大和最小受力螺栓的拉力，各y均自O点算起：Nmin0时的偏心距第20页，此课件共22页哦(2)大偏心受拉时，端板底部将出现受压区。偏安全取中和轴位于最下排螺栓O处，e和各y自O点算起，最上排螺栓1的拉力最大：第21页，此课件共22页哦3.8.3普通螺栓连接受剪力和拉力的共同作用承受剪力和拉力共同作用的普通螺栓应考虑两种可能的破坏形式：螺杆受剪兼受拉破坏；二是孔壁承压破坏。根据试验，兼受剪力和拉力的螺杆，无量纲化后的相关关系近似为一圆曲线，螺杆计算式为孔壁承压的计算式为第22页，此课件共22页哦