鋼結(jié)構(gòu)的連接螺栓連接

鋼結(jié)構(gòu)的連接螺栓連接第一頁，共三十四頁，2022年，8月28日第七章鋼結(jié)構(gòu)的連接a.并列和錯列：規(guī)則、統(tǒng)一、緊湊b.排布參數(shù)：端距，邊距，間距c.排布尺寸要求：考慮安裝，受力和使用d.至少要有兩個受力螺栓3.螺栓排布最大、最小容許間距7.4普通螺栓連接第二頁，共三十四頁，2022年，8月28日第七章鋼結(jié)構(gòu)的連接螺栓的最大和最小容許間距7.4普通螺栓連接第三頁，共三十四頁，2022年，8月28日第七章鋼結(jié)構(gòu)的連接二、受力性能和計算1.受剪螺栓受力性能(1)螺栓直徑小，連接板厚(2)螺栓直徑大，連接板薄(3)螺栓孔徑大，連接板削弱多(4)連接板端距小(5)連接板厚，螺桿長螺桿剪切破壞孔壁擠壓破壞連接板受拉破壞沖切破壞螺桿彎曲破壞(一)受剪螺栓連接螺桿抗剪承載力孔壁承壓能力構(gòu)造限定施工技術(shù)要求板件凈截面7.4普通螺栓連接第四頁，共三十四頁，2022年，8月28日第七章鋼結(jié)構(gòu)的連接2.單個螺栓受剪承載力計算受剪承載力設計值：承壓承載力設計值：單個螺栓承載力設計值：7.4普通螺栓連接第五頁，共三十四頁，2022年，8月28日第七章鋼結(jié)構(gòu)的連接3.受剪螺栓連接計算a.螺栓數(shù)目當首尾兩螺栓間距l(xiāng)1>15do時，剪力非均勻分布，螺栓群抗剪承載力下降，應對承載力作折減：7.4普通螺栓連接第六頁，共三十四頁，2022年，8月28日第七章鋼結(jié)構(gòu)的連接b.凈截面抗拉強度計算凈截面積計算螺栓并列排布：螺栓錯列排布：鋸齒凈面積蓋板截面III：構(gòu)件截面I：最危險截面孔徑do：d≤16mm，do=d+1.5mm；d=16~24mm，do=d+2mm；d=27~30mm，do=d+3mm。7.4普通螺栓連接第七頁，共三十四頁，2022年，8月28日如圖所示普通螺栓連接，M20，C級，鋼材Q235，N=940KN。試驗算該連接是否滿足要求。1.單個螺栓承載力確定【例題1】【解】

4005010010010050NN50707050107147NN2.驗算第六章鋼結(jié)構(gòu)6.3鋼結(jié)構(gòu)連接1）螺栓強度第八頁，共三十四頁，2022年，8月28日3）第一列凈截面強度第六章鋼結(jié)構(gòu)6.3鋼結(jié)構(gòu)連接蓋板14mm=構(gòu)件14mm，按構(gòu)件計算。2）毛截面強度

4005010010010050NN50707050107147NN第九頁，共三十四頁，2022年，8月28日第七章鋼結(jié)構(gòu)的連接7.4對接焊縫計算(二)受拉螺栓連接1.受力性能(1)螺桿受拉(2)連接板脫開螺紋處拉斷連接板屈曲螺桿抗拉承載力連接板剛度2.承載力計算3.連接計算N作用:第十頁，共三十四頁，2022年，8月28日第七章鋼結(jié)構(gòu)的連接7.4對接焊縫計算M作用:假設轉(zhuǎn)動中和軸在最下排螺栓處，則計算受力最大的螺栓(最外排)滿足：第十一頁，共三十四頁，2022年，8月28日第七章鋼結(jié)構(gòu)的連接7.4對接焊縫計算M、N作用:螺栓所受拉力N和彎矩M取決于偏心距e=M/N的大小(1)當e較小時(圖b，以O點計)(2)當e較大時(圖c，以O’點計)第十二頁，共三十四頁，2022年，8月28日第七章鋼結(jié)構(gòu)的連接7.4對接焊縫計算(三)同時受剪、受拉螺栓連接螺栓計算：孔壁擠壓計算：第十三頁，共三十四頁，2022年，8月28日驗算如圖所示，普通螺栓連接。N=349.5KN，M=17.475KNm。M22，B級，鋼材Q235。單個螺栓抗拉承載力【例題2】【解】第七章鋼結(jié)構(gòu)的連接7.4普通螺栓連接支托505075757575

506010NM強度驗算先假設小偏心，以眾栓形心計第十四頁，共三十四頁，2022年，8月28日驗算如圖所示，普通螺栓連接。V=233KN，

N=349.5KN，M=17.475KNm。M22，B級，鋼材Q235。單個螺栓抗拉承載力【例題3】【解】第七章鋼結(jié)構(gòu)的連接7.4普通螺栓連接強度驗算支托505075757575

6010NMV50第十五頁，共三十四頁，2022年，8月28日第七章鋼結(jié)構(gòu)的連接7.4普通螺栓連接支托505075757575

6010NMV50先假設小偏心，以眾栓形心計第十六頁，共三十四頁，2022年，8月28日【小結(jié)】一、普通螺栓連接的構(gòu)造二、受剪螺栓連接三、受拉螺栓連接四、同時受剪、受拉螺栓連接第十七頁，共三十四頁，2022年，8月28日【回顧】一、普通螺栓連接的構(gòu)造二、受剪螺栓連接三、受拉螺栓連接四、同時受剪、受拉螺栓連接單個螺栓承載力設計值：受拉承載力計算:第十八頁，共三十四頁，2022年，8月28日第七章鋼結(jié)構(gòu)的連接7.5高強度螺栓連接§7.5高強度螺栓連接一、概述1.螺栓材料及類型高強度鋼材制成按材料強度分成8.8級和10.9級按傳剪力方式分成摩擦型和承壓型按施工方式分成大六角頭和扭剪型2.受力機理高強度螺栓可以傳遞剪力和拉力高強度螺栓通過施加預拉力使連接板之間產(chǎn)生預壓力，接觸面上有摩擦力依靠摩擦力傳遞剪力第十九頁，共三十四頁，2022年，8月28日摩擦型連接高強度螺栓承載力高，變形小，傳力可靠，多用于主承重受力構(gòu)件連接。高強度螺栓的排布要求與普通螺栓相同，摩擦型螺孔直徑比螺桿直徑大1.5~2mm，也用M表示。第七章鋼結(jié)構(gòu)的連接7.5高強度螺栓連接——在承載能力極限狀態(tài)允許滑動，但最大剪力不能超過螺栓的抗剪承載力和孔壁的承壓強度?！诔休d能力極限狀態(tài)最大剪力不能超過板件間摩擦力。承壓型連接3.優(yōu)點及構(gòu)造第二十頁，共三十四頁，2022年，8月28日第七章鋼結(jié)構(gòu)的連接7.5高強度螺栓連接3.緊固方法與預拉力Pa.緊固方法高強度螺栓的預拉力是通過擰緊螺帽實現(xiàn)的。扭矩法，轉(zhuǎn)角法和扭剪法，分成初擰和終擰兩步完成，保證拉力均勻。扭矩法——專用扭矩板手，標定預拉力和扭矩之間的關(guān)系，通過施加一定扭矩達到預拉力，大六角螺栓。轉(zhuǎn)角法——手動扳手初擰后，再轉(zhuǎn)動一定角度達到預拉力，不準確性較大，每天標定扳手，大六角螺栓?！ぜ粜吐菟ǎ刂齐妱影馐?，以扭斷梅花頭為標志，準確可靠，易檢查，成本高。扭剪法第二十一頁，共三十四頁，2022年，8月28日第七章鋼結(jié)構(gòu)的連接7.5高強度螺栓連接b.預拉力P高強度螺栓預拉力設計值按材料強度和螺栓有效截面積確定，取值時考慮 ①螺栓材料抗力的變異性，引入折減系數(shù)0.9； ②施加預應力時為補償預拉力損失超張拉5%~10%，引入折減系數(shù)0.9； ③在扭緊螺栓時，扭矩使螺栓產(chǎn)生的剪力將降低螺栓的抗拉承載力，引入折減系數(shù)1/1.2； ④鋼材由于以抗拉強度為準，引入附加安全系數(shù)0.9。故高強度螺栓預拉力為第二十二頁，共三十四頁，2022年，8月28日第七章鋼結(jié)構(gòu)的連接7.5高強度螺栓連接4.滑移系數(shù)被連接板件之間的摩擦力大小，不僅和螺栓的預拉力有關(guān)，還與被連接板件材料及其接觸面的表面處理有關(guān)。第二十三頁，共三十四頁，2022年，8月28日第七章鋼結(jié)構(gòu)的連接7.5高強度螺栓連接二、高強度螺栓抗剪計算nf為摩擦面數(shù)，單剪nf=1，雙剪nf=21.單個螺栓抗剪承載力(1)單個螺栓傳遞的最大剪力Nv，要求(2)螺栓群受軸力作用時，每個螺栓均勻受剪，要求螺栓數(shù)2.摩擦型螺栓抗剪計算第二十四頁，共三十四頁，2022年，8月28日第七章鋼結(jié)構(gòu)的連接7.5高強度螺栓連接(3)凈截面計算每個螺栓均勻傳力，孔前傳力系數(shù)0.5凈截面拉應力凈截面拉力第二十五頁，共三十四頁，2022年，8月28日第七章鋼結(jié)構(gòu)的連接7.5高強度螺栓連接3.承壓型螺栓抗剪計算(1)單個螺栓承載力計算方法與普通螺栓相同n為受剪面，單剪n=1，雙剪n=2(2)螺栓群受軸力作用時，每個螺栓均勻受剪，要求螺栓數(shù)(3)凈截面計算也可偏安全取與普通螺栓相同第二十六頁，共三十四頁，2022年，8月28日如圖所示摩擦型高強螺栓連接，M20，10.9級，鋼材Q345，接觸面噴砂后涂漆。試確定最大承載力N。1.按螺栓連接強度確定N【例題1】【解】第七章鋼結(jié)構(gòu)的連接7.4普通螺栓連接

3004570707045NN4570704510101610NN則12個螺栓總承載力設計值為：2.按鋼板截面強度確定N蓋板20mm>構(gòu)件16mm，按構(gòu)件計算。1）毛截面強度第二十七頁，共三十四頁，2022年，8月28日第七章鋼結(jié)構(gòu)的連接7.4普通螺栓連接

3004570707045NN4570704510101610NN2）按第一列凈截面強度第二十八頁，共三十四頁，2022年，8月28日第七章鋼結(jié)構(gòu)的連接7.5高強度螺栓連接1.單個螺栓抗拉承載力三、高強度螺栓抗拉計算(1)單個螺栓傳遞的最大拉力Ntb，要求(2)螺栓群受拉作用時，每個螺栓均勻受拉，要求螺栓數(shù)2.摩擦型螺栓抗拉計算第二十九頁，共三十四頁，2022年，8月28日1.摩擦型螺栓用線性相關(guān)方程近似表示破壞模式四、高強度螺栓同時受拉受剪第七章鋼結(jié)構(gòu)的連接7.5高強度螺栓連接第三十頁，共三十四頁，2022年，8月28日第七章鋼結(jié)構(gòu)的連接7.5高強度螺栓連接用橢圓方程表示破壞模式2.承壓型螺栓同時，同時受拉受剪，一個方向壓力減小，板件局部承壓強度降低，取高強度螺栓只受剪時，孔壁三向受壓，板件局部承壓強度高。第三十一頁，共三十四頁，2022年，8月28日第七章鋼結(jié)構(gòu)的連接7.5高強度螺栓連接五、摩擦型螺栓群受彎連接彎矩使螺栓受力呈三角形分布，中和軸在螺栓群形心O處。最大螺栓1受力為：1.抗彎連接計算第三十二頁，共三十四頁，2022年，8月28日第七章鋼結(jié)構(gòu)的連接7.5高強度螺栓連接假設剪力