普通螺栓連接

普通螺栓連接第1頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.7螺栓和鉚釘連接的排列和構(gòu)造要求3.7.1螺栓和鉚釘?shù)呐帕蟹譃椴⒘泻湾e(cuò)列兩種形式。并列比較簡(jiǎn)單整齊，布置緊湊，連接板尺寸小，螺栓孔對(duì)構(gòu)件截面削弱較大。錯(cuò)列可以減小對(duì)截面的削弱，但螺栓排列松散，連接板尺寸較大。

第2頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月螺栓和鉚釘在構(gòu)件上的排列應(yīng)考慮以下要求：受力要求

垂直于受力方向：受拉構(gòu)件各排螺栓的中距及邊距不能過(guò)小，以免使螺栓周?chē)鷳?yīng)力集中相互影響，鋼板截面削弱過(guò)多，降低其承載能力。在順力作用方向：端距應(yīng)按被連接件材料的抗擠壓及抗剪切等強(qiáng)度條件確定，以使鋼板在端部不致被螺栓沖剪破壞，端距不應(yīng)小于2d0；中距不宜過(guò)大，否則被連接板件間容易發(fā)生鼓曲現(xiàn)象。構(gòu)造要求

中距及邊距不宜過(guò)大，否則連接板件間不能緊密貼合，潮氣侵入縫隙使鋼材銹蝕。施工要求

保證一定空間，便于打錨和采用扳手?jǐn)Q緊螺帽。根據(jù)扳手尺寸和工人的施工經(jīng)驗(yàn)、規(guī)定最小中距為3d0。根據(jù)以上要求規(guī)范規(guī)定了螺栓和鉚釘?shù)娜菰S距離。第3頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.8.1普通螺栓的抗剪連接1.抗剪連接的工作性能抗剪連接是最常見(jiàn)的螺栓連接?？辜粼囼?yàn)可得試件上a、b兩點(diǎn)間的相對(duì)位移δ與作用力N的關(guān)系曲線。試件由零載一直加載至連接破壞的全過(guò)程，經(jīng)歷三個(gè)階段。3.8普通螺栓連接的工作性能和計(jì)算

第4頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(1)彈性階段O1斜直線段：加荷之初，連接中剪力較小，荷載靠板件間接觸面的摩擦力傳遞，螺栓桿與孔壁間的間隙保持不變，處于彈性階段，板件間摩擦力大小取決于擰緊螺帽時(shí)螺桿中的初始拉力，普通螺栓的初應(yīng)力很小。此階段很短，可略去不計(jì)。(2)相對(duì)滑移階段12水平線段：荷載增大，剪力達(dá)到摩擦力最大值，板件間產(chǎn)生相對(duì)滑移，其最大滑移量為螺栓桿與孔壁之間的間隙，直至螺栓桿與孔壁接觸。第5頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(3)彈塑性階段荷載繼續(xù)增加，連接所承受的外力主要靠螺栓與孔壁接觸傳遞。螺栓桿除主要受剪力外，還承受彎矩和軸向拉力，孔壁受到擠壓。螺桿的伸長(zhǎng)受到螺帽的約束，增大了板件間的壓緊力，使板件間的摩擦力隨之增大，所以曲線呈上升狀態(tài)。達(dá)到“3”點(diǎn)時(shí)，螺栓或連接板達(dá)到彈性極限。荷載繼續(xù)增加，此階段即使給荷載很小的增量，連接的剪切變形也迅速加大，直到連接的最后破壞。曲線的最高點(diǎn)“4”所對(duì)應(yīng)的荷載即為普通螺栓連接的極限荷載。第6頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月螺栓抗剪連接達(dá)到極限承載力時(shí)，可能的破壞形式：①栓桿直徑較小時(shí)，栓桿可能先被剪斷；②栓桿直徑較大、板件較薄時(shí)，板件可能先被擠壞，栓桿和板件的擠壓是相對(duì)的，也把這種破壞叫做螺栓承壓破壞；③板件截面可能因螺栓孔消弱截面太多而被拉斷；④端距太小，端距范圍內(nèi)的板件有可能被栓桿沖剪破壞。第③種破壞形式屬于構(gòu)件的強(qiáng)度計(jì)算；第④種破壞形式由螺栓端距≥2d0來(lái)保證。因此，抗剪螺栓連接的計(jì)算只考慮第①、②種破破形式。第7頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

2.

一個(gè)普通螺栓的抗剪承載力普通螺栓連接的抗剪承載力，應(yīng)考慮螺栓桿受剪和孔壁承壓兩種情況。假定螺栓受剪面上的剪應(yīng)力均勻分布，一個(gè)抗剪螺栓的抗剪承載力設(shè)計(jì)值為nv—受剪面數(shù)目，單剪nv=1，雙剪nv=2，四剪nv=4；d—螺栓桿直徑(螺栓的公稱(chēng)直徑)；—螺栓抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。第8頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月螺栓的實(shí)際承壓應(yīng)力分布情況難以確定，簡(jiǎn)化計(jì)算，假定螺栓承壓應(yīng)力分布于螺栓直徑平面上，且假定該承壓面上的應(yīng)力為均勻分布，則一個(gè)抗剪螺栓的承壓承載力設(shè)計(jì)值式為

—在同一受力方向的承壓構(gòu)件的較小總厚度；

—螺栓承壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。第9頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.軸心剪力作用的普通螺栓群計(jì)算試驗(yàn)表明，螺栓群承受軸心剪力時(shí)，螺栓群在長(zhǎng)度方向各螺栓受力不均勻，兩端大，中間小。當(dāng)沿受力方向的連接長(zhǎng)度l1≤15d0時(shí)，連接工作進(jìn)入彈塑性階段后，內(nèi)力發(fā)生重分布，螺栓群中各螺栓受力逐漸均勻，故可認(rèn)為軸心力N由每個(gè)螺栓平均分擔(dān)，螺栓數(shù)n

—一個(gè)螺栓抗剪承載力設(shè)計(jì)值與承壓承載力設(shè)計(jì)值的較小值

第10頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月當(dāng)l1＞l5d0時(shí)，連接工作進(jìn)入彈塑性階段后，各螺桿所受內(nèi)力不易均勻，端部螺栓首先達(dá)到極限強(qiáng)度而破壞，隨后由外向里依次破壞。為防止端部螺栓提前破壞，因此，當(dāng)l1＞l5d0

時(shí)，螺栓的抗剪和承壓承載力設(shè)計(jì)值應(yīng)乘以折減系數(shù)η予以降低：l1＞60d0時(shí)，η=0.7。則所需抗剪螺栓數(shù)為構(gòu)件截面驗(yàn)算

第11頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月板件1-1截面N2-2截面3-3截面1-1截面受力最大拼接板3-3截面受力最大錯(cuò)列螺栓排列，需驗(yàn)算正交截面和折線截面的強(qiáng)度

第12頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4．扭矩作用的普通螺栓群計(jì)算首先布置螺栓，然后計(jì)算受力最大螺栓所承受的剪力，再和進(jìn)行比較。螺栓群在扭矩作用下，每個(gè)螺栓均受剪,假設(shè)：(1)被連接板件為絕對(duì)剛性時(shí)，螺栓為彈性的；(2)被連接板件繞螺栓群形心旋轉(zhuǎn)，各螺栓所受剪力大小與該螺栓至形心距離ri成正比，其方向與連線該螺栓至形心垂直。第13頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第14頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月5.扭矩、剪力和軸心力共同作用的普通螺栓群計(jì)算先布置螺栓，再進(jìn)行驗(yàn)算。第15頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.8.2普通螺栓的抗拉連接1.一個(gè)普通螺拴的抗拉承載力受拉連接中，螺栓所受的拉力和垂直連接件的剛度有關(guān)。螺栓受拉時(shí)，通常不可能使拉力正作用在螺栓軸線上，通過(guò)與螺桿垂直的板件傳遞。如連接件的剛度較小，受力后連接件會(huì)變形，形成杠桿作用，螺栓有被撬開(kāi)的趨勢(shì)，使螺桿中的拉力增加并產(chǎn)生彎曲現(xiàn)象。考慮杠桿作用時(shí)，螺桿的軸心力為：Nt=N+Q

Q—由于杠桿作用對(duì)螺栓產(chǎn)生的撬力?？估菟ㄟB接的破壞形式為栓桿被拉斷，一個(gè)抗拉螺栓的承載力設(shè)計(jì)值為：第16頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月撬力大小與連接件的剛度有關(guān)，連接件的剛度越小，撬力越大，同時(shí)撬力也與螺栓直徑和螺栓所在位置等因素有關(guān)。確定撬力比較復(fù)雜，為了簡(jiǎn)化，規(guī)定普通螺栓抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值取為螺栓鋼材抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的0.8倍，以考慮撬力的影響。此外，在構(gòu)造上也可采取一些措施加強(qiáng)連接件的剛度，如設(shè)置加勁肋，可以減小甚至消除撬力的影響。第17頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2、軸心拉力作用的普通螺栓群計(jì)算螺栓群在軸心力作用下的抗拉連接，通常假定每個(gè)螺栓平均受力，則連接所需螺栓數(shù)為：

第18頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

3.彎矩作用的普通螺栓群計(jì)算剪力V通過(guò)承托板傳遞。離中和軸越遠(yuǎn)螺栓受拉力越大，壓應(yīng)力由彎矩指向一側(cè)的部分端板承受，設(shè)中和軸至端板受壓邊緣的距離為c。受拉螺栓截面是孤立的幾個(gè)螺栓點(diǎn)；端板受壓區(qū)則是寬度較大的實(shí)體矩形截面。計(jì)算形心位置作為中和軸時(shí)，所求得的端板受壓區(qū)高度c總是很小，中和軸通常在彎矩指向一側(cè)最外排螺栓附近的某個(gè)位置。實(shí)際計(jì)算時(shí)可近似地取中和軸位于最下排螺栓O處，即認(rèn)為連接變形為繞O處水平軸轉(zhuǎn)動(dòng)，螺栓拉力與O點(diǎn)算起的縱坐標(biāo)y成正比。偏安全忽略力臂很小的端板受壓區(qū)部分的力矩第19頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4、彎矩和拉力共同作用的普通螺栓群計(jì)算螺栓群承受軸心拉力N和彎矩M＝Ne的共同作用。按彈性設(shè)計(jì)法，根據(jù)偏心距的大小可能出現(xiàn)小偏心受拉和大偏心受拉兩種情況。小偏心受拉：所有螺栓均承受拉力作用，軸心力由各螺栓均勻承受；彎矩則引起以螺栓群形心O處水平軸為中和軸的三角形應(yīng)力分布，使上部螺栓受拉，下部螺栓受壓；疊加后全部螺栓均為受拉?？傻米畲蠛妥钚∈芰β菟ǖ睦?，各y均自O(shè)點(diǎn)算起：

Nmin≥0時(shí)的偏心距

第20頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(2)大偏心受拉時(shí)，端板底部將出現(xiàn)受壓區(qū)。偏安全取中和軸位于最下排螺栓O′處，e′和各y′自O(shè)′點(diǎn)算起，最上