鋼結(jié)構(gòu)的連接－普通螺栓連接

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1、《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》3.5螺栓連接螺栓的排列1.并列—簡單、整齊、緊湊所用連接板尺寸小，但構(gòu)件截面削弱大；B錯(cuò)列A并列栓距線邊距邊距端距2.錯(cuò)列—排列不緊湊，所用連接板尺寸大，但構(gòu)件截面削弱?。宦菟ㄅ帕械囊螅?）受力要求:垂直受力方向：為了防止螺栓應(yīng)力集中相互影響、截面削弱過多而降低承載力，螺栓的線距和邊距不能太??；順力作用方向：為了防止板件被拉斷或剪壞，端距不能太?。粚τ谑軌簶?gòu)件：為防止連接板件發(fā)生鼓曲，栓距不能太大。（2）構(gòu)造要求；螺栓的中距和邊距不宜太大，以免板件間貼合不密，潮氣侵入腐蝕鋼材。A并列栓距線邊距邊距端距（3）施工要求為了便于扳

2、手?jǐn)Q緊螺母，螺栓中距應(yīng)不小于3do。根據(jù)以上要求，規(guī)范給定了螺栓的容許間距。一、螺栓連接的受力形式NFA只受剪力B只受拉力C剪力和拉力共同作用3.6.1普通螺栓的抗剪連接3.6普通螺栓連接的工作性能和計(jì)算F二、普通螺栓抗剪連接（一）工作性能和破壞形式1.工作性能對圖示螺栓連接做抗剪試驗(yàn),即可得到板件上a、b兩點(diǎn)相對位移δ和作用力N的關(guān)系曲線,該曲線清楚的揭示了抗剪螺栓受力的四個(gè)階段,即：(1)摩擦傳力的彈性階段(0~1段)直線段—連接處于彈性狀態(tài)；該階段較短—摩擦力較小。NδO1234NNabNN/2N/2(2)滑移階段(1~2段)克服摩擦力后，

3、板件間突然發(fā)生水平滑移，最大滑移量為栓孔和栓桿間的距離，表現(xiàn)在曲線上為水平段。NδO1234abNN/2N/2(3)栓桿傳力的彈性階段(2~3段)該階段主要靠栓桿與孔壁的接觸傳力。栓桿受剪力、拉力、彎矩作用，孔壁受擠壓。由于材料的彈性以及栓桿拉力增大所導(dǎo)致的板件間摩擦力的增大，N-δ關(guān)系以曲線狀態(tài)上升。(4)彈塑性階段(3~4段)達(dá)到‘3’后，即使給荷載以很小的增量，連接的剪切變形迅速增大，直到連接破壞?！?’點(diǎn)（曲線的最高點(diǎn)）即為普通螺栓抗剪連接的極限承載力Nu。NδO1234abNN/2N/2Nu螺栓傳力動(dòng)畫2.破壞形式（1）螺栓桿被剪壞栓桿

4、較細(xì)而板件較厚時(shí)（2）孔壁的擠壓破壞栓桿較粗而板件較薄時(shí)（3）板件被拉斷截面削弱過多時(shí)以上破壞形式予以計(jì)算解決。N/2NN/2NNNN（4）板件端部被剪壞(拉豁)端矩過小時(shí)；端矩不應(yīng)小于2dONN（5）栓桿彎曲破壞螺栓桿過長；栓桿長度不應(yīng)大于5d這兩種破壞構(gòu)造解決N/2NN/2（二）抗剪螺栓的單栓承載力設(shè)計(jì)值由破壞形式知抗剪螺栓的承載力取決于螺栓桿受剪和孔壁承壓兩種情況，故單栓抗剪承載力由以下兩式?jīng)Q定:nv—剪切面數(shù)目；d—螺栓桿直徑；fvb、fcb—螺栓抗剪和承壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；∑t—連接接頭一側(cè)承壓構(gòu)件總厚度的較小值。單栓抗剪承載力：抗剪承載力：

5、承壓承載力：d剪切面數(shù)目nvNNNN/2N/2N/2N/3N/3N/3N/2（三）普通螺栓群抗剪連接計(jì)算1、普通螺栓群軸心力作用下抗剪計(jì)算N/2Nl1N/2平均值螺栓的內(nèi)力分布試驗(yàn)證明,栓群在軸力作用下各個(gè)螺栓的內(nèi)力沿栓群長度方向不均勻，兩端大,中間小。假定螺栓平均分擔(dān)剪力(P83)。所以，連接所需螺栓數(shù)為：NNbtt1b1普通螺栓群軸心力作用下，為了防止板件被拉斷尚應(yīng)進(jìn)行板件的凈截面驗(yàn)算。拼接板的危險(xiǎn)截面為2-2截面:A、螺栓采用并列排列時(shí):主板的危險(xiǎn)截面為1-1截面:1122NNtt1bc2c3c4e1B、螺栓采用錯(cuò)列排列時(shí):主板的危險(xiǎn)截面為

6、1--1和1’--1’折線截面:111’1’NNbtt1b1c2c3c4c1拼接板的危險(xiǎn)截面為2--2和2’--2’截面:222’2’2、普通螺栓群偏心力作用下抗剪計(jì)算F作用下每個(gè)螺栓受力：FeFTTxyN1TN1TxN1Tyr11F1N1FT作用下連接按彈性設(shè)計(jì)，其假定為：（1）連接板件絕對剛性，螺栓為彈性；（2）T作用下連接板件繞栓群形心轉(zhuǎn)動(dòng)，各螺栓剪力與其至形心距離呈線形關(guān)系，方向與ri垂直。TxyN1TN1TxN1Tyr11顯然，T作用下‘1’號(hào)螺栓所受剪力最大（r1最大）。由假定‘(2)’得由上式得:由力的平衡條件得：TxyN1TN1T

7、xN1Tyr11得:將N1T沿坐標(biāo)軸分解得:TxyN1TN1TxN1Tyr11F1N1Fx1y1由此可得螺栓1的強(qiáng)度驗(yàn)算公式為:另外,當(dāng)螺栓布置比較狹長(如y1≥3x1)時(shí),可進(jìn)行如下簡化計(jì)算：令:xi=0，則NiTy=0TxyN1TN1TxN1Tyr11x1y1（一）普通螺栓抗拉連接的工作性能三、普通螺栓的抗拉連接抗拉螺栓連接在外力作用下，連接板件接觸面有脫開趨勢，螺栓桿受桿軸方向拉力作用，以栓桿被拉斷為其破壞形式。（二）單個(gè)普通螺栓的抗拉承載力設(shè)計(jì)值式中：Ae--螺栓的有效截面面積；de--螺栓的有效直徑；ftb--螺栓的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。Nd

8、edndmd公式的兩點(diǎn)說明：（1）螺栓的有效截面面積因栓桿上的螺紋為斜方向的，所以抗拉時(shí)公式取的是有效直徑de而不是凈直徑dn，現(xiàn)行國家