现代钢桥钢桥连接.ppt

内容 构件受压力 构件受拉力 内排和有边缘型钢外排的中距 外排中距 边距 端距 高强螺栓的受力性能和承载力 2 摩擦型高强螺栓 （1）抗剪性能和承载力 需要计算一个螺栓的抗剪承载力设计值 （2）抗拉性能和承载力 需要计算一个螺栓的抗拉承载力设计值 （3）同时抗剪和抗拉的承载力 需要计算一个螺栓同时承受拉力和剪力时的抗剪承载力设计值 外拉力使构件接触面的夹紧力降低，直接降低了摩擦力，因而高强螺栓的抗剪承载力降低 受剪 受拉 承压型高强螺栓 （1）抗剪性能和承载力 需要计算一个螺栓的抗剪承载力设计值 （2）抗拉性能和承载力 需要计算一个螺栓的抗拉承载力设计值，计算方法与摩擦型相同 （3）同时抗剪和抗拉的承载力 需要计算一个螺栓同时承受拉力和剪力时的承载力设计值 规范规定，承压型高强螺栓只适用于承受静力或间接动力荷载结构中的连接 高强螺栓连接的设计计算 3 螺栓的直径和数量，根据接头承载力的要求确定。 根据接头设计承载力的不同要求，有全承载力、最小承载力、综合承载力三种设计方法 全承载力设计方法（全强设计法） 要求接头的设计承载力≥母材构件的承载力。 受压构件的连接，上述能满足。 受拉构件的连接，接头的设计承载力母材构件的承载力。 当母材构件的实际应力很小时，此法很不经济。 最小承载力设计方法 要求接头的设计承载力≥杆件实际承受的荷载大小。 此法最为经济。 当母材构件的实际应力很小时，接头承载力有可能与母材构件的承载力相差悬殊，接头成为整体构件的薄弱点，对构件整体受力产生不利影响。 综合承载力设计方法 既不使得接头承载力降低过多，又不过分追求接头承载力。 此法同时考虑母材构件的承载力和构件的实际受力大小，综合确定接头承载力。 美国AASHTO规定： 构件实际受力构件承载力的75%时，接头承载力按母材构件承载力的75%设计； 构件实际受力≥构件承载力的75%时，接头承载力按母材构件承载力与实际受力的平均值设计。 我国《铁路桥梁钢结构设计规范》规定 （1）主桁杆件及板梁翼板用高强螺栓或铆接时，其螺栓数量应按连接杆件的承载力计算，即：主桁杆件及板梁翼板的连接强度≥被连接杆件的承载力。 全承载力设计方法（全强设计法） （2）桁梁腹杆，当内力较小、由构造要求的最小截面控制设计时，其螺栓数量可按1.1倍的杆件内力与75%的杆件净截面积强度的较大值进行计算。 综合承载力设计方法 （3）板梁腹板螺栓群的强度≥ 拼接处腹板净截面抗弯强度与该处最大剪力的组合强度。 即：对于弯矩来讲，按腹板的全强设计； 对于剪力来讲，按拼接所在位置的最大剪力考虑。 钢桥典型受力构件的摩擦型高强螺栓连接的设计计算 （1）轴心受力构件的高强螺栓连接 钢桥中，代表性的轴心受力构件主要有： 桁架杆件、主梁横向联系平联构件、各种横撑与斜撑构件、两端铰接的柱 受力较大的钢桥构件连接，通常需要采用多根螺栓的螺栓群； 受力较小时，往往采用角钢、T型钢、槽钢等型钢结构。 接头设计必须考虑螺栓群各螺栓受力的不均匀性和接头偏心的影响。 1 2 3 受力方向的连接长度为 ，高强螺栓承载力为： 4 ，孔径为 0 0.25 0.5 0.75 1.0 20 40 60 80 长连接抗剪螺栓的强度折减系数 我国规范 欧洲规范 试验曲线 长接头螺栓 假设杆件截面积为A，轴向应力为 ，母材的容许应力为 高强螺栓的根数m可按下式计算： 5 单根螺栓的单面摩擦承载力 传力摩擦面数目 全承载力设计法： 最小承载力设计法： （2）弯剪受力构件的高强螺栓连接 弯剪受力构件的高强螺栓连接计算： 钢梁桥中较为典型的弯剪受力构件：主梁、横梁 1 2 翼板的螺栓数量计算与拼接板厚与尺寸的设计 腹板的螺栓数量计算与拼接板厚与尺寸的设计 全承载力设计方法（全强设计法） 板梁翼板的连接螺栓数量应按连接杆件的承载力计算，即：主桁杆件及板梁翼板的连接强度≥被连接杆件的承载力 翼板连接的拼接板设计时，应该使得拼接板的净面积比被拼接部分翼板净面积大10% 拼接板布置于翼板两侧（高强螺栓为双面摩擦n=2），在有腹板或加劲肋的一侧，拼接板可分为多块，在翼板外侧通常做成与翼板同宽单块拼接板 全承载力设计法： 最小承载力设计法： 单根螺栓的单面摩擦承载力 传力摩擦面数目 高强螺栓的根数m可按下式计算： 假设翼板的宽度×厚度= ，母材的容许应力为 ，弯曲应力为 板梁腹板螺栓群的强度≥拼接处腹板净截面抗弯强度与该处最大剪力的组合强度 对于弯矩来讲，按腹板的全强设计； 对于剪力来讲，按拼接所在位置的最大剪力考虑。 拼接板应该对称布置于腹板的两侧； 拼接板的总厚度应大于被拼接腹板的厚度； 拼接板的净面积抵抗矩应该大于被拼接腹板的净面积抵抗矩。 腹板的螺栓数量计算与拼接板厚与尺寸的设计