第三章连接3.ppt

第三章 钢结构的连接 简单、统一、整齐而紧凑 并列和错列两种形式： 并列－比较简单整齐，连接板尺寸小，但对构件截面削弱较大 错列－可以减小螺栓孔对截面的削弱，但螺栓孔排列不如并列紧凑，连接板尺寸较大 螺栓的排列要求： 受力要求： 垂直于受力方向：螺孔中距和边距限制 顺力作用方向：端距限制——防止孔端钢板剪断，≥2d0 ； 构造要求：防止板翘曲后浸入潮气而腐蚀，限制螺孔中矩最大值； 施工要求：为便于拧紧螺栓，留适当间距（不同的工具有不同要求）最小中距为3d0； 每一杆件在节点上以及拼接接头的一端，永久性螺栓数不宜少于两个 对直接承受动力荷载的普通螺栓连接应采用防止螺帽松动的有效措施 C级螺栓只宜用于沿其杆轴方向受拉，或承受静力荷载结构的次要连接、可拆卸结构的连接和临时固定构件的受剪连接；在重要的连接或受反复动力荷载作用的不得采用C级螺栓 型钢构件的拼接采用高强度螺栓连接时，应采用钢板作为拼接件 在高强度螺栓连接范围内，构件接触面的处理方法应在施工图中说明 沿杆轴方向受拉的螺栓连接中的端板（法兰板），应适当加强其刚度（如加设加劲肋），以减少撬力对螺栓抗拉承载力的不利影响 按受力情况分： 螺栓只承受剪力 螺栓只承受拉力 螺栓承受拉力和剪力共同作用 单个螺栓抗剪性能： 摩擦传力的弹性阶段：0－1段，普通螺栓可略去不计 滑移阶段：1－2段 栓杆直接传力的弹性阶段：2－3段 弹塑性阶段：3－4段 抗剪螺栓的破坏形式： 螺栓杆被剪断 板件被挤坏（孔壁承压破坏） 板件被拉断 板件冲剪破坏 螺栓杆弯剪破坏 螺栓双剪破坏 螺栓杆弯剪和双剪两种破坏形式不常见，计算不考虑，一般靠构造满足； 板件被拉断破坏形式属于构件的强度计算； 板件被冲剪破坏形式由螺栓端距≥2d0来保证； 抗剪螺栓连接计算只考虑螺栓杆被剪断和孔壁承压破坏两种破坏形式； 普通螺栓受剪承载力主要由栓杆受剪和孔壁承压两种破坏模式控制，分别计算，取其小值进行设计 普通螺栓群轴心受剪 连接长度l1≤15d0时，连接工作进入弹塑性阶段后，内力发生重分布，螺栓群中各螺栓受力逐渐接近，可认为轴心力N由每个螺栓平均分担，即螺栓数n为： 剪力F的作用线至螺栓群中心线的距离为e，故螺栓群同时受到轴心力F和扭矩T=F?e的联合作用 在轴心力作用下可认为每个螺栓平均受力，即： 螺栓1所受剪力最大N1T为： 受力最大螺栓1所受的合力N1计算式： 为求螺栓直径，首先确定C级螺栓的抗剪和承压强度设计值。由附表1.3得：fvb＝140N/mm2,fcb=305N/mm2 则分别由公式（3.32）和（3.33）求出所需螺栓直径： 抗拉螺栓连接破坏形式为螺栓杆被拉断 单个抗拉螺栓的承载力设计值： 螺栓有效直径：螺栓抗拉计算采用的直径既不是净直径dn，也不是全直径与净直径的平均值dm而是有效直径de以及由有效直径计算的有效面积Ae 撬力的大小与翼缘板厚度、螺杆直径、螺栓位置、连接总厚度等因素有关，准确求值非常困难 我国规范将螺栓的抗拉强度设计值降低20%来简化考虑撬力影响即: ftb＝0.8f 一般来说，只要翼缘板厚度t≥20mm，且螺栓距离b不要过大，该简化处理是可靠的。若翼缘板太薄，可采用加劲肋加强翼缘 对螺栓群轴心受拉情况，由于垂直于连接板的助板刚度很大，通常假定各个螺栓平均受拉，则连接所需的螺栓数为： 剪力V通过承托板传递 按弹性设计法，弯矩作用下，离中和轴越远的螺栓所受拉力越大，而压力则由部分受压的端板承受，设中和轴至端板受压边缘的距离为c 近似地取中和轴位于最下排螺栓O处（偏安全），即认为连接变形为绕O处水平轴转动，螺栓拉力与O点算起的纵坐标y成正： 相当于承受轴心拉力N和弯知M=N?e的联合作用 按弹性设计法，根据偏心距的大小可能出现小偏心受拉和大偏心受拉两种情况 小偏心受拉： 轴心拉力N由各螺栓均匀承受 弯矩M则引起以螺栓群形心O为中和轴的三角形内力分布（上部螺栓受拉，下部螺栓受压） 叠加后，所有螺栓均承受拉力作用 计算公式如下（yi均自O点算起）： 承受剪力V和偏心拉力N（即轴心拉力N和弯距M＝N?e）联合作用 试选用M20C级螺栓，查附表8.1知，其有效面积Ae＝245mm2，查附表1.3 【作业题目】两钢板截面为—18×410，钢材Q235，承受轴心力N =1250KN（设计值），采用M20普通粗制螺栓拚接，孔径d 0 =21.5mm，试设计此连接 分析：设计此连接应按等强度考虑，即设计的连接除能承受N 力外，还应使被连接钢板、拚接盖板、螺栓的承载力均接近，这样才能做到经济省料。因此，连接盖板的截面面积可取与被连接钢板的截面面积相同。这样，当螺栓采用并列布置时，只要计算被连接钢板的强度满足