普通螺栓抗剪連接

1、課程名稱課程名稱: :鋼結構設計原理鋼結構設計原理蘇州科技學院土木工程學院任課教師：高曉瑩任課教師：高曉瑩使用教材：使用教材：蘇州科技學院土木工程學院鋼結構基礎鋼結構基礎（第二版）（第二版）螺栓連接的受力形式螺栓連接的受力形式fa 只受剪力只受剪力nb 只受拉力只受拉力fc 剪力和拉力剪力和拉力共同作用共同作用7.6 7.6 普通螺栓連接的構造與計算普通螺栓連接的構造與計算螺栓連接的受力形式螺栓連接的受力形式7.6 7.6 普通螺栓連接的構造與計算普通螺栓連接的構造與計算1.抗剪連接破壞形式抗剪連接破壞形式（圖（圖7-66）蘇州科技學院土木工程學院7.6.2 7.6.2 普通螺栓連接受剪時的工

2、作性能普通螺栓連接受剪時的工作性能（1 1）螺栓桿被剪斷螺栓桿被剪斷 螺栓的計算問題螺栓的計算問題 n/2nn/2（2 2）孔壁擠壓破壞孔壁擠壓破壞 螺栓的計算問題螺栓的計算問題nn蘇州科技學院土木工程學院（4 4）板端剪斷板端剪斷構造解決，要求端距構造解決，要求端距2d0nn（5 5）螺栓桿彎曲螺栓桿彎曲構造解決，限制板疊厚度構造解決，限制板疊厚度5d n/2nn/27.6.2 7.6.2 普通螺栓連接受剪時的工作性能普通螺栓連接受剪時的工作性能（3 3）鋼板被拉斷鋼板被拉斷構件的強度計算問題構件的強度計算問題nn蘇州科技學院土木工程學院2.單個普通螺栓的受剪時的承載力設計值單個普通螺栓的受

3、剪時的承載力設計值bvvbvfdnn42 式中式中 nv 受剪面數(shù)受剪面數(shù)； fvb普通螺栓的抗剪強度設計值。普通螺栓的抗剪強度設計值。 7.6.2 7.6.2 普通螺栓連接受剪時的工作性能普通螺栓連接受剪時的工作性能（1）一個普通螺栓的一個普通螺栓的栓桿抗剪承載力栓桿抗剪承載力設計值：設計值：d（2）一個普通螺栓的一個普通螺栓的孔壁承壓承載力孔壁承壓承載力設計值：設計值： bcbcftdn式中式中:t 在在同一方向同一方向承壓的構件較小總厚度；承壓的構件較小總厚度； fc b 普通螺栓的承壓強度設計值。普通螺栓的承壓強度設計值。 蘇州科技學院土木工程學院7.6.2 7.6.2 普通螺栓連接受

4、剪時的工作性能普通螺栓連接受剪時的工作性能bcbvbnnn,minmin 螺栓受剪破壞時在滿足構造要求的前提下，只可能是螺栓受剪破壞時在滿足構造要求的前提下，只可能是螺栓桿剪斷或孔壁承壓破壞中的一種，因此，螺栓桿剪斷或孔壁承壓破壞中的一種，因此，一個普通螺一個普通螺栓的受剪時的承載力設計值栓的受剪時的承載力設計值 應為：應為：bnmin蘇州科技學院土木工程學院螺栓群在扭矩螺栓群在扭矩t作用下的抗剪計算作用下的抗剪計算7.6.3 7.6.3 螺栓群的抗剪計算螺栓群的抗剪計算tnnrnrnrnt 2211平衡條件：平衡條件：假定假定：被連接板件是剛性的，只有螺栓是彈性的；被連接板件是剛性的，只有螺

5、栓是彈性的； 各螺栓所受各螺栓所受剪力剪力的的大小大小與其到螺栓群形心的距離與其到螺栓群形心的距離r成成 正比，正比，方向方向與與r 垂直。垂直。 蘇州科技學院土木工程學院由計算假定：由計算假定： nnrnrnrnrn 3322111122nrrn 1133nrrn 11nrrnnn 2112222111inrrnrrrrnt驗算：驗算： n1t n bmin 211irtrn222121iiyxyxt螺栓群在扭矩螺栓群在扭矩t作用下的抗剪計算作用下的抗剪計算7.6.3 7.6.3 螺栓群的抗剪計算螺栓群的抗剪計算txyn1tn1xtn1ytr11螺栓群在扭矩螺栓群在扭矩t 、剪力、剪力v 、

6、軸心力、軸心力n 作用下的抗剪計算作用下的抗剪計算蘇州科技學院土木工程學院7.6.3 7.6.3 螺栓群的抗剪計算螺栓群的抗剪計算假定：假定：螺栓處于彈性階段工作，疊加原理是適用的。螺栓處于彈性階段工作，疊加原理是適用的。 將所有外力向螺栓群形心處簡化將所有外力向螺栓群形心處簡化 12tv en ev1n1ve1ne2txy1蘇州科技學院土木工程學院將所有外力向螺栓群形心處簡化將所有外力向螺栓群形心處簡化 判斷在所有的力作用下螺栓群中受力最大的螺栓（抓主要矛盾）判斷在所有的力作用下螺栓群中受力最大的螺栓（抓主要矛盾） n1n1xn2n2xnv1n1yv2n2yv1nxn1txn11tyn1vy

7、n22tyn2vyn2nxn2txn蘇州科技學院土木工程學院將所有外力向螺栓群形心處簡化將所有外力向螺栓群形心處簡化 判斷在所有的力作用下螺栓群中受力最大的螺栓（抓主要矛盾）判斷在所有的力作用下螺栓群中受力最大的螺栓（抓主要矛盾） txyn1tn1xtn1ytr112n2ytn2tn2xt將所有外力向螺栓群形心處簡化將所有外力向螺栓群形心處簡化 判斷在所有的力作用下螺栓群中受力最大的螺栓（抓主要矛盾）判斷在所有的力作用下螺栓群中受力最大的螺栓（抓主要矛盾） 分別計算在扭矩、剪力、軸心力單獨作用時分別計算在扭矩、剪力、軸心力單獨作用時螺栓群中受力最大的螺栓所受到的力螺栓群中受力最大的螺栓所受到的

8、力1nxn1txn11tyn1vyn蘇州科技學院土木工程學院2211iitxyxtyn在在t作用下作用下x方向的分力為方向的分力為: （）2211iityyxtxn在在t作用下作用下y方向的分力為：方向的分力為： （）在在v作用下作用下 （）nvnv1在在n作用下作用下 （）nn=nn1將所有外力向螺栓群形心處簡化將所有外力向螺栓群形心處簡化 判斷在所有的力作用下螺栓群中受力最大的螺栓（抓主要矛盾）判斷在所有的力作用下螺栓群中受力最大的螺栓（抓主要矛盾） 分別計算在扭矩、剪力、軸心力單獨作用時分別計算在扭矩、剪力、軸心力單獨作用時螺栓群中受力最大的螺栓所受到的力螺栓群中受力最大的螺栓所受到的力

9、求矢量和求矢量和2112111)()(tyvytxnxnnnnn1nxn1txn11tyn1vyn1n蘇州科技學院土木工程學院蘇州科技學院土木工程學院1nxn1txn11tyn1vyn1n將所有外力向螺栓群形心處簡化將所有外力向螺栓群形心處簡化 判斷在所有的力作用下螺栓群中受力最大的螺栓（抓主要矛盾）判斷在所有的力作用下螺栓群中受力最大的螺栓（抓主要矛盾） 分別計算在扭矩、剪力、軸心力單獨作用時分別計算在扭矩、剪力、軸心力單獨作用時螺栓群中受力最大的螺栓所受到的力螺栓群中受力最大的螺栓所受到的力求矢量和求矢量和驗驗 算算2211111min()()ntvtbxxyynnnnnn例題例題: 圖示

10、為圖示為c級螺栓的連接級螺栓的連接, 鋼材為鋼材為q235鋼鋼, 已知已知d =20mm , 孔徑孔徑d0=21.5mm , 承受設計值扭矩承受設計值扭矩t=48knm，剪力，剪力v = 250kn，軸心力軸心力n= 250kn 。被連接板為。被連接板為18mm600mm，拼接板為，拼接板為2-10mm600mm。試驗算此連接是否安全？試驗算此連接是否安全？蘇州科技學院土木工程學院nn6001810600v蘇州科技學院土木工程學院【解【解】（1 1）螺栓計算）螺栓計算 單個抗剪螺栓的承載力設計值為：單個抗剪螺栓的承載力設計值為：knfdnnbvvbv96

11、.87101404201416. 324322knftdnbcbc8 .109103051823knnnnbcbvb96.87,minmin螺栓的受力計算：螺栓的受力計算：由圖示知：螺栓由圖示知：螺栓a受剪力最大：受剪力最大：n6001810vt1201201201206070a60蘇州科技學院土木工程學院在扭矩在扭矩t作用下：作用下： knyxtyniitx37.3824012043510102120104822236221knyxtxniity6 . 5240120435101035104822236221在在n作用下作用下knnn=nnx3210320在在v作用下作用下knnvnvy25

12、10250knnknnnnnnbvytynxtxa96.8774.76256 . 53237.38min2222anxntxnvyntynan蘇州科技學院土木工程學院（2）鋼板凈截面強度驗算）鋼板凈截面強度驗算 主板截面主板截面1-1面積最小，卻同時面積最小，卻同時承受彎矩承受彎矩t、剪力、剪力v和軸力和軸力n共同共同作用，應校核此截面的強度。作用，應校核此截面的強度。其幾何參數(shù)為：其幾何參數(shù)為：20188655 .21560018mmdnbtan487822106827. 2105728. 51024. 322401205 .2118mmiin35109423. 8300mmiwnn3521

13、01 . 886001842mmbtbs48331024. 36001812112mmtbi1201201201206060181-1截面截面n6001810vt1201201201206070a6011蘇州科技學院土木工程學院（2）鋼板凈截面強度驗算）鋼板凈截面強度驗算 主板截面最外邊緣主板截面最外邊緣正應力正應力由彎矩由彎矩t和軸心力和軸心力n共同產(chǎn)生，為：共同產(chǎn)生，為：25668.53109423. 81048mmnwtnt231 .36886510320mmnannn2220578.891 .3668.53mmnfmmnnt: :則則2235312072.341860018121101 . 810250mmnfmmnitvsvv主板靠近形心處的主板靠近形心處的剪應力剪應力為：為：主板靠近形心處的主板靠近形心處的折算應力折算應力為：為：2222225 .