钢结构螺栓连接计算例题(课堂PPT).ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,HTTP:/DLS.ZZU.EDU.CN,郑州大学远程教育学院,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单个螺栓的破坏形态：螺栓被剪断,1,单个螺栓的破坏形态剪断：板被拉断,2,单个螺栓的破坏形态剪断：板端被拉豁,3,N/2,N/2,N/3,N/3,N/3,a,c,b,d,e,受剪计算中：,N,v,b,计算式中的受剪面数,n,v,，即上图中,n,v,=4,。,承压计算中：,N,c,b,计算式中,t,取,a+b+c,和,d+e,之间的最小值。,注意：,对于下图所示螺栓连接,问题：在受剪计算中，对于螺杆的值,d,是否应当按螺纹处的值计算？,不需要。因为，规范中关于普通螺栓的抗剪强度设计值，是由试验得到的，而在制定规范时，没有区分作用位置。,4,（,3,）净截面强度计算,由于螺栓孔削弱了板件的截面，为了防止板件在削弱截面的破坏需验算净截面的强度。对于外力通过螺栓群形心的杆件，应当满足,强度计算公式,式中：,N,为所受的轴力；,f,为材料抗拉强度设计值；,A,n,为杆件截面的净截面面积,5,N,N,+,+,+,+,+,+,+,+,N,N,N,N/2,连接板受力变化图,当螺栓为并列排列,N,N,1,N,2,N/n,n,1,N,1,=N,N,2,=N-N/n,n,1,N,1,N,N,1,=N,N,2,=N-N/n,n,1,6,验算公式,N,i,连接件第,i,截面上的轴力,A,ni,连接件第,i,截面的净截面面积,f,连接板钢材抗拉强度设计值,b,截面宽,n,i,截面上的螺栓数,d,0,螺孔直径,t,板厚,注意计算截面！,螺栓为错列排列时的验算,N,N,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,e,4,e,4,6e,1,e,2,2,2,1,1,7,N,N,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,e,4,e,4,6e,1,e,2,2,2,1,1,除对,1-1,截面（绿线）验算外，还应对,2-2,截面（粉红）进行比较验算。因此，在进行该连接的净截面强度计算时，其中,A,ni,应取,A,n1,和,A,n2,中的较小值。,2-2,分红线总长：,n,2,粉红线截面上的螺孔数,扣除螺孔直径后：,这样在,2-2,截面的净截面面积为：,8,例 设计两块钢板用普通螺栓连接的盖板拼接，构件受轴拉力设计值为,N=325kN,，钢材,Q235A,，粗制螺栓直径,d=20mm,，板宽,360mm,，盖板厚,6mm,，杆件板厚,8mm,。,解：,1,、分析,计算螺栓所受的力为剪力,本题为设计题，所包含的内容包括：所需的螺栓数，螺栓的布置。,N,N,已知条件为：,N=325kN,，材料即：,f,v,b,=140,N,/mm,2,，,f,c,b,=305,N,/mm,2,，,d=20mm,，,t,1,=8,，,t,2,=6,2,、计算单个螺栓的承载能力设计值,抗剪：,抗压：,6,6,8,9,3,、设计,需螺栓数：,N,N,螺栓数可以,6.7,即可，所以取,7,个,螺栓布置如图所示。,净截面强度,在,1-1,断面：,1,1,在,2-2,断面：,2,2,所以，,1-1,断面起控制作用：,10,例 图示牛腿用普通螺栓连接，柱翼缘厚度为,10mm,，连接板厚度为,8mm,，材料,Q235B,，,F=150kN,，粗制螺栓为,M22,。,+,+,+,+,+,x,y,i,N,i,r,i,F,T,+,+,+,+,+,x,y,i,N,i,r,i,F,解：,1,、分析,本题是验算题,计算单个螺栓抗剪的最大承载能力,2,、计算螺栓群,抗剪：,抗压：,所以,螺栓群如图，为扭剪,60,60,50,50,4,X,80,250,11,+,=,+,+,+,+,+,T,F,+,+,+,+,+,F,受力,+,+,+,+,+,T,受力,状态,可以将螺栓受力看为两种受力的叠加：,在受力,n,1,2,3,4,5,6,o,T,N,1,2,r,3,r,1,r,在受力状态,：螺栓群受扭，可以计算,1,号螺栓作为控制,N,1y,F,1,号螺栓所受力的竖向分量,12,满足要求,=46.51,kNV=750kN,53,例,3.16,图示钢板拼接，尺寸如图，螺栓为,M20,，,10.9,级，钢材为,Q235,螺栓孔,d,0,=21.5mm,，分别按摩擦型连接和承压型连接计算该连接最大所能承受的轴拉力，摩擦系数,0.3,。,解：螺栓的预拉力，可从表,3.10,中查出：,10.9,级，,M20,，则,P=155kN,。,1,、按摩擦型连接,（,1,）单个螺栓的承载能力,N,N,50,2,X,70,45,45,50,75,75,50,8,8,14,（,2,）螺栓（,9,个）确定的承载能力,N,1,但应当看螺栓的分布长度，检验是否需要折减,所以不需要折减，,=1.0,250,54,（,3,）由毛截面确定的承载能力,N,2,（,4,）计算净截面承载能力,该螺栓连接较为复杂，需要逐个确定可能需要计算的截面。包括：,1-1,垂直截面，,2-2,齿状截面，,3-3,垂直截面，,4-4,垂直截面，以及,5-5,盖板截面。,首先计算,1-1,截面,N,N,50,2,X,70,45,45,50,75,75,50,8,8,14,1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,2-2,齿状截面,毛截面的承载能力比螺栓的小。,55,再计算,3-3,截面,计算,5-5,截面，为盖板截面,计算各个净截面的承载能力,N,N,50,2,X,70,45,45,50,75,75,50,8,8,14,3,3,4,4,5,5,计算,4-4,截面。,1,1,2,2,可见控制截面是,1-1,截面。,56,2,、采用承压型连接,承压：,N,N,50,2,X,70,45,45,50,75,75,50,8,8,14,1,1,2,2,5,5,（,1,）计算单个螺栓的承载能力，与普通螺栓相同。但考虑不利情况，剪切面在螺纹处,抗剪：,所以,（,2,）按螺栓所能承受的荷载,（,3,）按净截面所能承受的荷载,可以分析，对于,1-1,，,2-2,和,5-5,三个截面所受的力相同，而,2-2,的净截面最小，,2946mm,2,。所以这三个截面的最大承载能力为：,57,3-3,截面的承载能力,N,N,50,2,X,70,45,45,50,75,75,50,8,8,14,3,3,4,4,计算,4-4,截面。,所以最大承载能力为,633.4kN,。,这道题表明：高强度螺栓承压型连接不一定比摩擦型连接的承载能力大。,58,3.9,混合连接不讲,59,第三章小结,1,连接是钢结构的重要组成部分要了解钢结构常见的连接方式及其特点,连接类型,符号表示,各种连接的优缺点,2,焊接连接的构造和计算,直角角焊缝的构造要求,角焊缝的基本计算公式及几种受力状态下的角焊缝计算,对接焊缝的构造及特征,对接焊缝需要计算的内容,焊缝的缺陷及影响,60,第三章小结,3,普通螺栓连接的构造和计算,连接类型,排列要求,五种破坏形式,单个螺栓承载能力计算：剪切、挤压,螺栓群承载能力计算：剪切、受拉、复杂应力,4,高强度螺栓连接的构造和计算,连接类型、排列要求,设计类别：摩擦型和承压型,高强度螺栓摩擦型连接承载能力计算,高强度螺栓承压型连接承载能力计算,61,