鋼結(jié)構(gòu)的連接螺栓連接

1、鋼結(jié)構(gòu)的連接螺栓連接第1頁，共34頁，2022年，5月20日，23點10分，星期三第七章 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2頁，共34頁，2022年，5月20日，23點10分，星期三第七章 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3頁，共34頁，2022年，5月20日，23點10分，星期三第七章 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

2、，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4頁，共34頁，2022年，5月20日，23點10分，星期三第七章 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(shè)計值：承壓承載力設(shè)計值：單個螺栓承載力設(shè)計值：7.4 普通螺栓連接第5頁，共34頁，2022年，5月20日，23點10分，星期三第七章 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 l115do 時，剪力非均勻分布，螺栓群抗剪承載力下降，應(yīng)對承載力

3、作折減：7.4 普通螺栓連接第6頁，共34頁，2022年，5月20日，23點10分，星期三第七章 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：d16mm，do=d+1.5mm ；d=1624mm， do=d+2mm；d=2730mm， do=d+3mm。7.4 普通螺栓連接第7頁，共34頁，2022年，5月20日，23點10分，星期三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】 4005010010010050NN50

4、707050107147NN2. 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8頁，共34頁，2022年，5月20日，23點10分，星期三3）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9頁，共34頁，2022年，5月20日，23點10分，星期三第七章 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10頁，共34頁，2022

5、年，5月20日，23點10分，星期三第七章 鋼結(jié)構(gòu)的連接7.4 對接焊縫計算M作用:假設(shè)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11頁，共34頁，2022年，5月20日，23點10分，星期三第七章 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(shè)點計)(2)當e較大時(圖c，以O(shè)點計)第12頁，共34頁，2022年，5月20日，23點10分，星期三第七章 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13頁，共34頁，2022年，5月20日，23點10分，

6、星期三驗算如圖所示，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(shè)小偏心，以眾栓形心計第14頁，共34頁，2022年，5月20日，23點10分，星期三驗算如圖所示，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15頁，共34頁，20

7、22年，5月20日，23點10分，星期三第七章 鋼結(jié)構(gòu)的連接7.4 普通螺栓連接支托505075757575 6010NMV50先假設(shè)小偏心，以眾栓形心計第16頁，共34頁，2022年，5月20日，23點10分，星期三【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17頁，共34頁，2022年，5月20日，23點10分，星期三【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(shè)計值：受拉承載力計算:第18頁，共34頁，2022年，5月20日，23點10分，星期三第七章 鋼結(jié)構(gòu)的連接7.

8、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(yù)拉力使連接板之間產(chǎn)生預(yù)壓力，接觸面上有摩擦力依靠摩擦力傳遞剪力第19頁，共34頁，2022年，5月20日，23點10分，星期三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1.52mm，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

9、最大剪力不能超過螺栓的抗剪承載力和孔壁的承壓強度。在承載能力極限狀態(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20頁，共34頁，2022年，5月20日，23點10分，星期三第七章 鋼結(jié)構(gòu)的連接7.5 高強度螺栓連接3. 緊固方法與預(yù)拉力Pa.緊固方法高強度螺栓的預(yù)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(yù)拉力和扭矩之間的關(guān)系，通過施加一定扭矩達到預(yù)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(yù)拉力，不準確性較大，每天標定扳手，大六角螺栓。扭剪型螺栓，特制電動扳手，以扭斷梅花頭為標志，準確可靠，

10、易檢查，成本高。扭剪法第21頁，共34頁，2022年，5月20日，23點10分，星期三第七章 鋼結(jié)構(gòu)的連接7.5 高強度螺栓連接b.預(yù)拉力P高強度螺栓預(yù)拉力設(shè)計值按材料強度和螺栓有效截面積確定，取值時考慮 螺栓材料抗力的變異性，引入折減系數(shù)0.9； 施加預(yù)應(yīng)力時為補償預(yù)拉力損失超張拉5%10%，引入折減系數(shù)0.9； 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； 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(yù)拉力為第22頁，共34頁，2022年，5月20日，23點10分，星期三第七章 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

11、件之間的摩擦力大小，不僅和螺栓的預(yù)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23頁，共34頁，2022年，5月20日，23點10分，星期三第七章 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24頁，共34頁，2022年，5月20日，23點10分，星期三第七章 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(yīng)力凈截面拉力第25頁，共34頁

12、，2022年，5月20日，23點10分，星期三第七章 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26頁，共34頁，2022年，5月20日，23點10分，星期三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

13、則12個螺栓總承載力設(shè)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27頁，共34頁，2022年，5月20日，23點10分，星期三第七章 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28頁，共34頁，2022年，5月20日，23點10分，星期三第七章 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29頁，共34頁，2022

14、年，5月20日，23點10分，星期三1. 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30頁，共34頁，2022年，5月20日，23點10分，星期三第七章 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31頁，共34頁，2022年，5月20日，23點10分，星期三第七章 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32頁，共34頁，2022年，5月20日，23點10分，星期三第七章 鋼結(jié)構(gòu)的連接7.5 高強度螺栓連接假設(shè)剪力均勻分布，