钢结构设计原理_3钢结构的连接.ppt

通过本章的学习，要了解钢结构采用的焊缝连接和螺栓连接两种常用的连接方法及其特点；理解对接焊缝及角焊缝的工作性能，掌握各种内力作用下，焊接连接的构造和计算方法；了解焊接应力和焊接变形的种类、产生原因、影响以及减小和消除的方法；理解普通螺栓和高强螺栓的工作性能和破坏形式，掌握螺栓连接在传递各种内力时连接的构造和计算方法，熟悉螺栓排列方式和构造要求。 谢谢！请学习第4章 例3.7 验算如图所示，普通螺栓连接。N=349.5kN， M=17.475kN.m。M22，B级，钢材Q235。 单个螺栓抗拉承载力 【解】 支托 50 50 75 75 75 75 50 60 10 N M 强度验算 先假设小偏心，以众栓形心计 例3.8 验算如图所示，普通螺栓连接。V=233kN， N=349.5kN， M=17.475kNm。M22，B级，钢材Q235。 单个螺栓抗拉承载力 【解】 强度验算 支托 50 50 75 75 75 75 60 10 N M V 50 支托 50 50 75 75 75 75 60 10 N M V 50 先假设小偏心，以众栓形心计 例3.10 验算如图所示端板和柱翼缘间普通螺栓的连接强度。普通螺栓4.6级，M22，孔径24mm。 N M o N1 N=245kN a) N=245kN o’ 柱翼缘 节点板 端板 N1 b) 计算模型可为（a图）或（b图）。 a图弯曲转动中心在螺栓群的形心处称小偏心； b图弯曲转动中心在端板上1号螺栓处，称大偏心。 §3.5 高强度螺栓连接的构造和计算 [计算] 1.内力计算 N=245kN，e=13cm，M=Ne=245×13=3185kN-cm 2. 单个螺栓的抗拉承载力： 查P383附表1.4，ftb=170N/mm2 查P455附表9.2，Ae=303mm2 （M22螺栓有效截面面积） 3. 算危险螺栓拉力 设每排螺栓有两列，m=2 一共6排螺栓，螺栓总数12，n=12 判断大小偏心： §3.5 高强度螺栓连接的构造和计算 此连接属大偏心受拉， 构件应绕顶排螺栓转动。 N=245kN o’ 柱翼缘 节点板 端板 N1 b) 满足 例3.11 验算如图所示普通螺栓连接强度。螺栓M20，孔径21.5mm，材料为Q235。 步骤1 计算螺栓上的力 N=100×3/5=60kN V=100×4/5=80kN 分析螺栓受力状态 荷载P通过螺栓截面形心O，分解后得剪力V和拉力N，螺栓处于既受拉又受剪的状态。 P=100kN 5 4 3 o [计算] Nv=V/n=80/4=20kN Nt=N/n=60/4=15kN 步骤3 用相关公式验算强度 步骤2 计算螺栓抗拉、抗剪承载力设计值 V=80 N=60 Nv=20kN＜ Ncb =20×20×305 ×10-3=122kN 满足设计要求 Ntb=Aeftb=244.8×170 ×10-3=41.6kN Nvb=nv×(?d2/4) ×fvb =1×3.14×202/4×130×10-3=31.9kN * * * * 受剪承载力设计值： 承压承载力设计值： 3.6.1. 普通螺栓的连接计算 剪力螺栓的承载力取决于螺栓杆受剪和孔壁承压两种情况，故单栓抗剪承载力由以下两式决定: （3.5.1） （3.5.2） §3.5 普通螺栓连接的构造和计算 §3.6 螺栓连接的计算 1.单个普通螺栓的受剪承载力计算 单个剪力螺栓的设计承载力： d 假定螺栓受剪面上的剪应力均匀分布 ； 假定挤压力沿栓杆直径平面（实际上是相应于栓杆直径平面的孔壁部分）均匀分布 验算： §3.5 普通螺栓连接的构造和计算 受剪承载力设计值： 承压承载力设计值： t1 t2 ,Σt= t1 t1 t2 t1 t2 t3 t2 t1+ t2 ,Σt= t2 d+ba+c+e ,Σt=b+ d 图3.5.4 剪力螺栓的剪面数和承压厚度 §3.5 普通螺栓连接的构造和计算 螺栓直径 承压设计强度 剪面数目 螺栓抗剪设计强度 承压构件一侧总厚度的较小值 N/2 N l1 N/2 试验证明,栓群在轴力作用下各个螺栓的内力沿螺栓群长度方向不均匀，两端大,中间小。 当l1≤15d0(d0为孔径)时，连接进入弹塑性工作状态后，内力重新分布，各个螺栓内力趋于相同，故设计时假定N由各螺栓平均分担。 （1）普通螺栓群轴心受剪计算 连接一侧所需螺栓数为： (3.5.3) §3.5 普通螺栓连接的构造和计算 平均值 螺栓的内力分布 弹性阶段 塑性阶段 2. 普通螺栓群的受