第3章鋼結構連接(第3講普通螺栓連接)定稿

第三章鋼結構的連接上節(jié)內容回顧1、角焊縫連接的種類及受力特點2、角焊縫的計算本次課主要內容1、螺栓連接的種類及特點2、普通螺栓連接的計算（二）抗剪螺栓的單栓承載力設計值

由破壞形式知抗剪螺栓的承載力取決于螺栓桿受剪和孔壁承壓兩種情況，故單栓抗剪承載力由以下兩式決定:nv—剪切面數(shù)目；d—螺栓桿直徑；fvb、fcb—螺栓抗剪和承壓強度設計值；∑t—連接接頭一側承壓構件總厚度的較小值。單栓抗剪承載力：抗剪承載力：承壓承載力：d（三）普通螺栓群抗剪連接計算1、普通螺栓群軸心力作用下抗剪計算N/2Nl1N/2平均值螺栓的內力分布

試驗證明,栓群在軸力作用下各個螺栓的內力沿栓群長度方向不均勻，兩端大,中間小。

當l1≤15d0(d0為孔徑)時，連接進入彈塑性工作狀態(tài)后，內力重新分布，各個螺栓內力趨于相同，故設計時假定N有各螺栓均擔。所以，連接所需螺栓數(shù)為：

當l1>15d0(d0為孔徑)時，連接進入彈塑性工作狀態(tài)后，即使內力重新分布,各個螺栓內力也難以均勻，端部螺栓首先破壞,然后依次破壞。由試驗可得連接的抗剪強度折減系數(shù)η與l1/d0的關系曲線。ECCS試驗曲線8.8級

M22我國規(guī)范1.00.750.50.2501020304050607080l1/d0η平均值長連接螺栓的內力分布故，連接所需栓數(shù)：NNbtt1b1

普通螺栓群軸心力作用下，為了防止板件被拉斷尚應進行板件的凈截面驗算。拼接板的危險截面為2-2截面:A、螺栓采用并列排列時:主板的危險截面為1-1截面:1122NNtt1bc2c3c4c1B、螺栓采用錯列排列時:主板的危險截面為1--1和1’--1’截面:111’1’NNbtt1b1c2c3c4c1拼接板的危險截面為2--2和2’--2’截面:222’2’2、普通螺栓群偏心力作用下抗剪計算F作用下每個螺栓受力：FeFTTxyN1TN1TxN1Tyr11F1N1FT作用下連接按彈性設計，其假定為：

（1）連接板件絕對剛性，螺栓為彈性；

（2）T作用下連接板件繞栓群形心轉動，各螺栓剪力與其至形心距離呈線形關系，方向與ri垂直。TxyN1TN1TxN1Tyr11

顯然，T作用下‘1’號螺栓所受剪力最大（r1最大）。由假定‘(2)’得由式3-39得:由力的平衡條件得：TxyN1TN1TxN1Tyr11將式3--40代入式3--38得:將N1T沿坐標軸分解得:由此可得螺栓1的強度驗算公式為:

另外,當螺栓布置比較狹長(如y1≥3x1)時,可進行如下簡化計算：令:xi=0，則N1Ty=0（一）普通螺栓抗拉連接的工作性能三、普通螺栓的抗拉連接

抗拉螺栓連接在外力作用下，連接板件接觸面有脫開趨勢，螺栓桿受桿軸方向拉力作用，以栓桿被拉斷為其破壞形式。（二）單個普通螺栓的抗拉承載力設計值式中：Ae--螺栓的有效截面面積；

de--螺栓的有效直徑；

ftb--螺栓的抗拉強度設計值。dedndmd公式的兩點說明：（1）螺栓的有效截面面積

因栓桿上的螺紋為斜方向的，所以公式取的是有效直徑de而不是凈直徑dn，現(xiàn)行國家標準?。?2）螺栓垂直連接件的剛度對螺栓抗拉承載力的影響

A、螺栓受拉時，一般是通過與螺桿垂直的板件傳遞，即螺桿并非軸心受拉，當連接板件發(fā)生變形時，螺栓有被撬開的趨勢（杠桿作用），使螺桿中的拉力增加（撬力Q）并產生彎曲現(xiàn)象。連接件剛度越小撬力越大。試驗證明影響撬力的因素較多，其大小難以確定，規(guī)范采取簡化計算的方法，取ftb=0.8f（f—螺栓鋼材的抗拉強度設計值）來考慮其影響。B、在構造上可以通過加強連接件的剛度的方法，來減小杠桿作用引起的撬力，如設加勁肋，可以減小甚至消除撬力的影響。(三）普通螺栓群的軸拉設計

一般假定每個螺栓均勻受力，因此，連接所需的螺栓數(shù)為：N(四）普通螺栓群在彎炬作用下M刨平頂緊承托(板)M1234受壓區(qū)y1y2y3N1N2N3N4中和軸M作用下螺栓連接按彈性設計，其假定為：

（1）連接板件絕對剛性，螺栓為彈性；（2）螺栓群的中和軸位于最下排螺栓的形心處，各螺栓所受拉力與其至中和軸的距離呈正比。顯然‘1’號螺栓在M作用下所受拉力最大由力學及假定可得：M刨平頂緊承托(板)M1234受壓區(qū)y1y2y3N1N2N3N4中和軸由式3--52得:將式3--54代入式3--53得:因此，設計時只要滿足下式，即可：(五）普通螺栓群在偏心拉力作用下

小偏心力作用下普通螺栓連接，Ne1234M=N?eNy1y2N1N2N3N4中和軸M作用下N作用下小偏心的條件是

大偏心力作用下普通螺栓連接，近似并安全的取中和軸位于最下排螺栓O′處，列彎矩平衡方程，可求得四、普通螺栓拉、剪聯(lián)合作用011VeM=VeV因此：2、由試驗可知，兼受剪力和拉力的螺桿，其承載力無量綱關系曲線近似為一“四分之一圓”。1、普通螺栓在拉力和剪力的共同作用下，可能出現(xiàn)兩種破壞形式：螺桿受剪兼受拉破壞、孔壁的承壓破壞；3、計算時，假定剪力由螺栓群均勻承擔，拉力由受力情況確定。

規(guī)范規(guī)定：普通螺栓拉、剪聯(lián)合作用為了防止螺桿受剪兼受拉破壞，應滿足：為了防止孔壁的承壓破壞，應滿足：011ab

另外，拉力和剪力共同作用下的普通螺栓連接，當有承托承擔全部剪力時，螺栓群按受拉連接計算。

承托與柱翼緣的連接角焊縫按下式計算：式中：