第三章 钢结构的连接(螺栓)02课件.ppt

一、螺栓的种类 2.高强度螺栓 3.螺栓排列的要求 （1）受力要求 【垂直受力方向】为了防止螺栓应力集中相互影响、截面削弱过多而降低承载力,螺栓的边距和端距不能太小； 【顺力作用方向】为了防止板件被拉断或剪坏，端距 不能太小； 【受压构件】为防止连接板件发生鼓曲,中距不能太大。 （3）施工要求 （2）构造要求 螺栓的边距和中距不宜太大，以免板件间贴合不密，潮气侵入腐蚀钢材。 三、螺栓连接的构造要求 第一，为了保证连接的可靠性，每个杆件的节点或拼接接头一端不宜少于两个永久螺栓，但组合构件的缀条除外； 第二，直接承受动荷载的普通螺栓连接应采用双螺帽，或其他措施以防螺帽松动； 第三，C级螺栓宜用于沿杆轴方向的受拉连接，以下情况可用于抗剪连接： 1、承受静载或间接动载的次要连接； 2、承受静载的可拆卸结构连接； 3、临时固定构件的安装连接。 第四，型钢构件拼接采用高强螺栓连接时，为保证接触面紧密，应采用钢板而不能采用型钢作为拼接件； §3－7 普通螺栓连接计算 二、普通螺栓抗剪连接 （一）工作性能和破坏形式 1.工作性能 对图示螺栓连接做抗剪试验,即可得到板件上a、b两点相对位移δ和作用力N的关系曲线,该曲线揭示了抗剪螺栓受力的四个阶段,即： (1)摩擦传力的弹性阶段(0～1段) 直线段——连接处于弹性状态； 该阶段较短 摩擦力较小。 (2)滑移阶段(1~2段) 克服摩擦力后,板件间突然发生水平滑移,最大滑移量为栓孔和栓杆间的距离,表现在曲线上为水平段。 (4)弹塑性阶段(3~4段) 达到‘3’后，即使给荷载以很小的增量，连接的剪切变形迅速增大，直到连接破坏。 2.破坏形式 (1)螺栓杆被剪坏（栓杆较细而板件较厚时） (2)孔壁的挤压破坏（栓杆较粗而板件较薄时） (3)板件被拉断（截面削弱过多时） （4）板件端部被剪坏(拉豁) 端矩过小时；端矩不应小于2dO （二）抗剪螺栓的单栓承载力设计值 【因为】由破坏形式可知抗剪螺栓承载力取决于螺栓杆受剪和孔壁承压两种情况. 【所以】单栓抗剪承载力由以下两式决定: 剪切面数目nv （三）普通螺栓群抗剪连接计算 1.普通螺栓群轴心力作用下抗剪计算 当l115d0(d0为孔径)时，连接进入弹塑性工作状态后，即使内力重新分布,各个螺栓内力也难以均匀，端部螺栓首先破坏,然后依次破坏。由试验可得连接的抗剪强度折减系数η与l1/d0的关系曲线。 普通螺栓群轴心力作用下，为了防止板件被拉断尚应进行板件的净截面验算。 拼接板的危险截面为2-2截面: 2.普通螺栓群偏心力作用下抗剪计算 F作用下每个螺栓受力： 由此可得螺栓1的强度验算公式为: 三、普通螺栓的抗拉连接 【公式的两点说明】 （1）螺栓的有效截面面积 因栓杆上的螺纹为斜方向的，所以公式取的是有效直径de而不是净直径dn，现行国家标准取： (2）螺栓垂直连接件的刚度对螺栓抗拉承载力的影响 A、螺栓受拉时，一般是通过与螺杆垂直的板件传递，即螺杆并非轴心受拉,当连接板件发生变形时，螺栓有被撬开的趋势（杠杆作用）,使螺杆中的拉力增加（撬力Q）并产生弯曲现象。连接件刚度越小撬力越大。 【试验证明】影响撬力的因素较多,其大小难以确定,规范采取简化计算的方法，取ftb = 0.8f（f—螺栓钢材的抗拉强度设计值）来考虑其影响。 B、在构造上可以通过加强连接件的刚度的方法，来减小杠杆作用引起的撬力，如设加劲肋，可以减小甚至消除撬力的影响。 (三）普通螺栓群的轴拉设计 由式3--52得: 将式3--54代入式3--53得: 四、普通螺栓拉、剪联合作用 {规范规定}普通螺栓拉、剪联合作用为了防止螺杆受剪兼受拉破坏，应满足： 为了防止孔壁的承压破坏，应满足： 另外，拉力和剪力共同作用下的普通螺栓连接，当有承托承担全部剪力时，螺栓群按受拉连接计算。 承托与柱翼缘的连接角焊缝按下式计算： 3.偏心拉力作用下 N e 1 2 3 4 M=N?e N y1 y2 N1 N2 N3 N4 中和轴 M作用下 N作用下 偏心力作用下的高强度螺栓连接，螺栓最大拉力不应大于0.8P，以保证板件紧密贴合，端板不会被拉开，所以摩擦型和承压型均可采用以下方法（叠加法）计算: 四、高强度螺栓群在拉力和剪力共同作用下的连接计算 N V 1 2 3 4 N V V作用下 N作用下 单个螺栓所受的剪力： 单个螺栓所受的拉力： 所以： Ⅰ、对于高强度螺栓摩擦型连接应满足： Ⅱ、对于高强度螺栓承压型连接应满足： 五、高强度螺栓群在