ss3-3钢结构的连接-螺栓连接

钢材

【回顾】对接焊缝连接计算

σN1

σM

N

M V

V M N

σN σN

τ max

σM1

τ1

σmax = σ N ±σ M ≤ ftworfcwVSw τmax = ≤ fVw Iwtw

σeq2 = σ N + 3τ2

2 max2

≤ 1.1ftw2 1 w

h0 σM1 = σM hτ1 = V Sw1 Iw tw

σeq1 = (σ N +σ M1) + 3τ ≤ 1.1 ft

钢材

角焊缝连接计算1. 轴力作用下计算 τ f = N 0.7h f ∑ l w σ f = N β f 0.7h f ∑ l w 2. 角钢连接计算

N1 = K1N N 2 = K 2 NM σ = Ww V τV = = f AwM f

3. M、V、N共同作用下角焊缝计算 M、 牛腿在M 4. 牛腿在M、V同作用下计算

V ∑ 0.7h f l w N ∑ 0.7h f l w

σN = f

σ f β f

+ τ 2 ≤ f fw f

2

N = Aw

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3.4 普通螺栓连接

第三章 钢结构的连接

§3.4 普通螺栓连接一、 普通螺栓连接的构造 1. 螺栓规格 a.A级、B级和C级三种；C级为粗制螺栓，等级为4.6级和4.8级 a.A级 级和C级三种； 级为粗制螺栓，等级为4.6级和4.8级 4.6级和4.8小数点前为材料抗拉强度，小数点后为屈强比， 小数点前为材料抗拉强度，小数点后为屈强比，刻在螺杆头 :4.8级表示抗拉强度 级表示抗拉强度400N/mm 屈服强度320N/mm 上。例:4.8级表示抗拉强度400N/mm2,屈服强度320N/mm2。

b.常用螺栓直径为d=16,20,24mm, b.常用螺栓直径为d=16,20,24mm,用M表示，如M16 常用螺栓直径为d=16 表示， 2. 螺栓符号

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3.4 普通螺栓连接

第三章 钢结构的连接

3. 螺栓排布 a.并列和错列：规则、统一、 a.并列和错列：规则、统一、紧凑 并列和错列 b.排布参数：端距，边距， b.排布参数：端距，边距，间距 排布参数 c.排布尺寸要求：考虑安装， c.排布尺寸要求：考虑安装，受力和使用 排布尺寸要求 d.至少要有两个受力螺栓 d.至少要有两个受力螺栓 最大、 最大、最小 容许间距

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3.4 普通螺栓连接

第三章 钢结构的连接

螺栓的最大和最小容许间距名称 位置 和 方 向 外 排 (垂 直内 力 或 顺内 力 方 向) 中 中 心 间距 间 排 垂 直 内力 方 向 顺 内 力 方向 构件 受 压 力 构件 受 拉 力 沿对 角 线 方向 顺内 力 方 向 中 心至 构 件 边 缘 距离 垂直 内力 方向 剪 切 或 手工 气 割 边 轧 制 边 、自 动 气 割 或 锯割 边 高强 度 螺 栓 其 它螺 栓 4d 0 或 8 t 最大 容 许 距 离 (取两者的较小值) 8d 0 或 12 t 16d 0 或 24 t 12d 0 或 18 t 16d 0 或 24 t —— 2d 0 1.5d 0 1.5d 0 1.2d 0 3d 0 最 小 容许 距 离

钢材

3.4 普通螺栓连接

第三章 钢结构的连接

二、 受力性能和计算 (一) 受剪螺栓连接 1. 受剪螺栓受力性能(1)螺栓直径小，连接板厚 螺栓直径小， (2)螺栓直径大，连接板薄 螺栓直径大， (3)螺栓孔径大，连接板削弱多 螺栓孔径大， (4)连接板端距小 (5)连接板厚，螺杆长 连接板厚， 冲切破坏 螺杆剪切破坏 孔壁挤压破坏 构造限定 施

工技术要求 螺杆抗剪承载力 孔壁承压能力 板件净截面

连接板受拉破坏

螺杆弯曲破坏

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3.4 普通螺栓连接

第三章 钢结构的连接

2. 单个螺栓受剪承载力计算 受剪承载力设计值： 受剪承载力设计值： N b = n V V

πd 24

fVb nV 为受剪面数

承压承载力设计值： b 承压承载力设计值： N c = df cb

∑t小总厚度b

∑ t为同一受力方向构件较单个螺栓承载力设计值： 单个螺栓承载力设计值： N min = min N V , N cb b

(

)

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3.4 普通螺栓连接

第三章 钢结构的连接

3. 受剪螺栓连接计算 a.螺栓数目 a.螺栓数目

n= N/N

b min

剪力非均匀分布， 当首尾两螺栓间距 l1>15do 时，剪力非均匀分布，螺栓 群抗剪承载力下降，应对承载力作折减： 群抗剪承载力下降，应对承载力作折减：b b N min = β min N V , N cb

(

)

l1 ≥ 0.7 β = 1.1 150d 0

钢材

3.4 普通螺栓连接

第三章 钢结构的连接

b.净截面抗拉强度计算 b.净截面抗拉强度计算净截面积计算 螺栓并列排布： 螺栓并列排布： 构件截面I 构件截面I: 截面

N σ= ≤ f An

最危险截面

An = A n1d 0 t = (b n1d 0 )t

孔径d 孔径 o: d≤16mm,do=d+1.5mm ; 螺栓错列排布： 螺栓错列排布：锯齿净面积 d=16~24mm, do=d+2mm; ; 。 An = 2e1 + ( n2 1) a 2 + e 2 n2 d 0 t d=27~30mm, do=d+3mm。 盖板截面III: 盖板截面III: An = 2(b n3 d 0 )t1 截面III

[

]

钢材

6.3 钢结构连接

第六章 钢结构 N 50 100 N 100 100 50 7 14 N 7

如图所示普通螺栓连接，M20, 如图所示普通螺栓连接，M20,C级， 钢材Q235, N=940KN。试验算该连 钢材Q235, N=940KN。 Q235 N 接是否满足要求。 接是否满足要求。 f = 215 N / mm2 , fvb = 140N / mm2 , fcb = 305 N / mm2

400

【例题1】

10 70 7050

【解】 1. 单个螺栓承载力确定b N V = nVb c

50

πd 2

4 4 N = df ∑ t = 20 × 14 × 305 = 85400 Nb c

fVb = 2 ×

π 20 2

× 140 = 87964 N

b b N min = min N V , N cb = 85400 N

(

)

2. 验算 1) 螺栓强度 ) N 940000 n= b = = 11 < 12, 满足 N min 854000

钢材

6.3 钢结构连接

第六章 钢结构 50 100 N 100 100 50 7 14 N 7

盖板14mm=构件 盖板 构件14mm, , 构件 按构件计算。 按构件计算。N

N σ= 10 A 50 70 7050 940000 = = 167.9N / mm2 < f = 215 N / mm2,满足 400× 400×143)第一列净截面强度 )

An = (b n1d0 )t = (400 4 × 22) ×14 = 4368mm2N σI = An f 940000 = = 215.2N / mm2 ≈ f = 215 N / mm2,满足 4368

400

2) 毛截面强度 )

N

钢材

【小结】一、 普通螺栓连接的构造 二、 受剪螺栓连接b N V = nV

πd 24

fVb

N cb = df cb ∑ tb b N min = min N V , N cb

(

)

钢材

【回顾】一、 普通螺栓连接的构造 二、 受剪螺栓连接单个螺栓承载力设计值： 单个螺栓承载力设计值：

N = nVb V

πd 24

f

b V

N cb = df cb ∑ t

b b N min = m

in N V , N cb

(

)N σ= ≤ f An

a.螺栓数目 a.螺栓数目

b n = N / N min

b.净截面抗拉强度计算 b.净截面抗拉强度计算

钢材

3.4 对接焊缝计算

第三章 钢结构的连接

(二) 受拉螺栓连接 1. 受力性能(1)螺杆受拉 (2)连接板脱开 螺纹处拉断 连接板屈曲 螺杆抗拉承载力 连接板刚度

2. 承载力计算

N tb =3. 连接计算

πd e24

f tb = Ae f tb

N作用: 作用:

n = N / N tb

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3.4 对接焊缝计算

第三章 钢结构的连接

M作用: 作用: 假设转动中和轴在弯矩指向的最下排螺栓处， 假设转动中和轴在弯矩指向的最下排螺栓处，则 转动中和轴在弯矩指向的最下排螺栓处 计算受力最大的螺栓(最外排 满足： 最外排)满足 计算受力最大的螺栓 最外排 满足：My1 N1 = ≤ N tb m ∑ yi2

钢材

3.4 对接焊缝计算

第三章 钢结构的连接

M、N作用: 作用: 螺栓所分担的拉力N和弯矩 螺栓所分担的拉力 和弯矩M 和弯矩 取决于偏心距e=M/N的大小 取决于偏心距 的大小 (1)当 较小时( 点计) (1)当e较小时(图b,以O点计) 点计 O点为众栓形心 点为众栓形心

N min ≥ 0

N max = N / n + Neymax / m ∑ yi 2 ≤ N t b 2 N min = N / n Neymin / m ∑ yi ≥ 0

(2)当 较大时( 点计) (2)当e较大时(图c,以O’点计) 点计 O’点为弯矩指向的最底排螺栓 点为弯矩指向的最底排螺栓

N min < 0

N 1,max = Ne' y1' / m ∑ yi '2 ≤ N t

b