3钢结构的连接1.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 3.8.1 螺栓群均匀受剪 如图所示双盖板螺栓连接，螺栓群在轴力作用下受剪。 试验证明，沿连接的长度方向分布的各螺栓，其所受剪力并不均匀，两端大，中间小。当l1≤15d0时，考虑连接进入弹塑性阶段后，内力发生重分布，螺栓群中各螺栓受力逐渐接近，可认为轴力N由每个螺栓平均分担。 * ≥ 当l1≤15d0时： ≥ 连接所需的螺栓数目n为： h——抗剪承载力折减系数，根据情况取值。 确定了螺栓数目，螺栓设计即完成。 但对于图示连接形式，螺栓孔削弱了受拉钢板的截面面积，因此还需对板件进行强度验算，强度计算公式为： 板件强度验算时要注意所采用的螺栓类型、板件的破坏面 * 位置、破坏面的内力和净截面面积。 a、普通螺栓和承压型连接高强度螺栓 1-1截面： An＝t（b－n1d0） 2-2截面： An＝ * b、摩擦型连接高强度螺栓 采用摩擦型连接高强度螺栓时，由于摩擦型连接是靠接触面上的摩擦阻力传递剪力，有部分摩擦力在孔前传递，因而构件净截面上的内力与普通螺栓连接有所不同。 故摩擦型连接构件净截面的强度计算公式为： 例3.6 * 3.8.2 螺栓群受轴力作用均匀受拉 如图所示，轴力作用在螺栓群形心，可认为螺栓群均匀受拉，无论采用那种螺栓，每个螺栓的拉力为： 可确定螺栓数或验算螺栓的抗拉承载力。 * 3.8.3 螺栓群受弯矩M作用 图示T型连接，在弯矩M作用下，被连接件有顺弯矩M作用方向旋转的趋势，螺栓受拉。根据采用的螺栓类型和弯矩大小不同，转动中心位置不同，各个螺栓所受拉力大小也不同，需分类计算。 * 1 采用普通螺栓 普通螺栓的预拉力很小，在图示弯矩作用下，连接板件的上部会拉开一定的缝隙。因此，可偏安全地认为被连接构件是绕底排螺栓轴线转动（演示）并设各螺栓所受拉力的大小与转动中心O‘的距离成正比。 根据平衡条件得： 根据几何关系得: 由上两式得: * 当螺栓群布置在一个狭长带上时，即y1＞3x1或x1＞3y1时, 上式中可假设xi＝0或yi＝0来简化计算。 2 采用高强度螺栓 根据高强螺栓受拉的限制条件,拉力≤0.8P。所以，在弯矩M作用下，被连接构件的接触面一直保持紧密贴合，可认为被连接构件是绕螺栓群形心轴O转动 演示 。螺栓的轴向拉力计算公式与普通螺栓相同，只是转动中心不同（注意yi的取值）。 * 3.8.4 螺栓群受扭作用 如图所示搭接连接，在扭矩T作用下，连接板件有绕螺栓群形心旋转的趋势，使螺栓受剪。各螺栓所受的剪力方向与螺栓群形心的连线垂直，剪力大小与距离r成正比（演示）。 * 设螺栓1、2、3…n至螺栓群中心o点的距离为r1、r2、r3…rn；各螺栓承受的剪力分别为 、 、 … 根据平衡条件及几何条件得： …+ ＝T … ＝ ／ 整理得： 确定了螺栓所受的最大剪力，即可验算连接是否可靠，其强度条件是： 不大于螺栓的抗剪承载力 * 3.8.5 螺栓群受剪、拉、弯共同作用 图示T型连接，螺栓群受轴心剪力V，轴向力N和弯矩M共同作用。解决几种外荷载同时作用的简便方法是采用叠加原理：单独作用 效应叠加 由于轴向拉力N和弯矩M作用都使螺栓受轴向拉力，可先对N、M作用进行一次叠加，然后再与剪力叠加 * 拉、弯组合 ①当弯矩M 较小时。设被连接件绕螺栓群的形心线上的O点转动，可得连接中螺栓所受拉力最大和最小的计算式为： ——各螺栓到形心转动轴线的距离。 若 说明所有螺栓均受拉，被连接构件是绕螺栓群形心轴线转动，与假设相符，可由第一式求出 。 * 若只有N、M 组合作用，则要求 满足强度条件： ②当弯矩M 较大时。可能出现 。此时，说明连接下部受压，认为被连接构件是绕底排螺栓转动。对底排螺栓轴线取矩，得顶排螺栓受力为： 式中 y1——yi中的最大值； yi——各螺栓到底排螺栓轴线的距离。 * 2 剪、拉组合 因为螺栓群均匀受剪， 将 和 代入剪－拉组合的相关公式和附加条件验算即可。 附加条件是： 普通螺栓： 承压型连接高强度螺栓： 摩擦型连接高强度螺栓： ≤ * 上式表示螺栓群所受剪力需小于各螺栓的抗剪承载力之和。 式中 ——各个螺栓所受的拉力。有弯矩作用时，各螺栓的 将不同，需按下式逐个计算： 当Nti 0时，取Nti＝0 例题3.7 例题3.8 * 3.8.6 螺栓群受剪、拉、扭共同作用 图示钢板搭接在工字型柱的翼缘上用螺栓连接，螺栓群的形心是O点，由于斜向力未通过形心，第一步将斜向力分解为竖向力F和横向轴力N；再将F向形心O点简