普通螺栓连接

时间:2025-04-02

《钢结构施工》 钢结构施工》

3.7螺栓和铆钉连接的排列和构造要求 螺栓和铆钉连接的排列和构造要求 3.7.1 螺栓和铆钉的排列 分为并列和错列两种形式。并列比较简单整齐,布置紧 凑,连接板尺寸小,螺栓孔对构件截面削弱较大。错列 可以减小对截面的削弱,但螺栓排列松散,连接板尺寸 较大。

螺栓和铆钉在构件上的排列应考虑以下要求: 受力要求 垂直于受力方向:受拉构件各排螺栓的中距及边距不 能过小,以免使螺栓周围应力集中相互影响,钢板截 面削弱过多,降低其承载能力。在顺力作用方向:端 距应按被连接件材料的抗挤压及抗剪切等强度条件确 定,以使钢板在端部不致被螺栓冲剪破坏,端距不应 小于2d0;中距不宜过大,否则被连接板件间容易发生 鼓曲现象。 构造要求 中距及边距不宜过大,否则连接板件间不能紧密贴合, 潮气侵入缝隙使钢材锈蚀。 施工要求 保证一定空间,便于打锚和采用扳手拧紧螺帽。根据 扳手尺寸和工人的施工经验、规定最小中距为3d0。 根据以上要求规范规定了螺栓和铆钉的容许距离。

3.8 普通螺栓连接的工作性能和计算 3.8.1 普通螺栓的抗剪连接 1. 抗剪连接的工作性能 抗剪连接是最常见的螺栓连接。抗剪试验可得试件上a、 b两点间的相对位移δ与作用力N的关系曲线。试件由零载 一直加载至连接破坏的全过程,经历三个阶段。

(1)弹性阶段 O1斜直线段:加荷 之初,连接中剪力较小,荷载靠 板件间接触面的摩擦力传递,螺 栓杆与孔壁间的间隙保持不变, 处于弹性阶段,板件间摩擦力大 小取决于拧紧螺帽时螺杆中的初 始拉力,普通螺栓的初应力很小。 此阶段很短,可略去不计。 (2)相对滑移阶段 12水平线段:荷 载增大,剪力达到摩擦力最大值, 板件间产生相对滑移,其最大滑 移量为螺栓杆与孔壁之间的间隙, 直至螺栓杆与孔壁接触。

(3)弹塑性阶段 荷载继续增加,连 接所承受的外力主要靠螺栓与孔壁 接触传递。螺栓杆除主要受剪力外, 还承受弯矩和轴向拉力,孔壁受到 挤压。螺杆的伸长受到螺帽的约束, 增大了板件间的压紧力,使板件间 的摩擦力随之增大,所以曲线呈上 升状态。达到“3”点时,螺栓或连 接板达到弹性极限。 荷载继续增加,此阶段即使给荷载 很小的增量,连接的剪切变形也迅 速加大,直到连接的最后破坏。曲 线的最高点“4”所对应的荷载即为 普通螺栓连接的极限荷载。

螺栓抗剪连接达到极限承载力时,可能的破坏形式: ①栓杆直径较小时,栓杆可能先被剪断; ②栓杆直径较大、板件较薄时,板件可能先被挤坏,栓 杆和板件的挤压是相对的,也把这

种破坏叫做螺栓承压 破坏; ③板件截面可能因螺栓孔消弱截面太多而被拉断; ④端距太小,端距范围内的板件有可能被栓杆冲剪破坏。

第③种破坏形式属于构件的强度计算;第④种破坏形式 由螺栓端距≥2d0来保证。因此,抗剪螺栓连接的计算只 考虑第①、②种破破形式。

2. 一个普通螺栓的抗剪承载力 普通螺栓连接的抗剪承载力,应考虑螺栓杆受剪 和孔壁承压两种情况。 假定螺栓受剪面上的剪应力均匀分布,一个抗剪 螺栓的抗剪承载力设计值为 2 πd b b N v = nv fv 4 nv—受剪面数目,单剪nv=1,双剪nv=2,四剪nv b =4;d—螺栓杆直径(螺栓的公称直径); f v —螺栓 抗剪强度设计值。

螺栓的实际承压应力分布情况难以确定,简化计算, 假定螺栓承压应力分布于螺栓直径平面上,且假定 该承压面上的应力为均匀分布,则一个抗剪螺栓的 承压承载力设计值式为

N cb = d ∑ tf cb

∑ t —在同一受力方向的承压构件的较小总厚度;f cb —螺栓承压强度设计值。

3.轴心剪力作用的普通螺栓群计算 试验表明,螺栓群承受轴心剪力时,螺栓群在长度方向 各螺栓受力不均匀,两端大,中间小。当沿受力方向的 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均匀,故可认为 轴心力N由每个螺栓平均分担,螺栓数nN n= b N minb N min —一个螺栓抗剪承载力设计值与承压承载力设计值的

较小值

当l1>l5d0时,连接工作进入弹塑性阶段后,各螺杆所 受内力不易均匀,端部螺栓首先达到极限强度而破坏, 随后由外向里依次破坏。为防止端部螺栓提前破坏,因 此,当l1>l5d0 时,螺栓的抗剪和承压承载力设计值应 乘以折减系数η予以降低: l1 η = 1 .1 150 d 0 l1>60d0时,η=0.7。 则所需抗剪螺栓数为 n =

N b ηN min

N 构件截面验算 σ = ≤ f An

板件 1-1截面 N 2-2截面 N n1 N

n 3-3截面 N n1 + n2 N n

1-1截面受力最大

n=

An = t ( B n1d 0 )拼接板

N b ηN min

3-3截面受力最大 An = 2t1(B n3d0 ) 错列螺栓排列,需验算正交截面和折线截面的强度2 An = t[ 2e4 + ( n2 1) e12 + e2 n2 d 0 ]

4.扭矩作用的普通螺栓群计算 首先布置螺栓,然后计算受力最大螺栓所承受的剪力, b 再和 N min 进行比较。 螺栓群在扭矩作用下,每个螺栓均受剪,假设: (1)被连接板件为绝对刚性时,螺栓为弹性的; (2)被连接板件绕螺栓群形心旋转,各螺栓所受剪力大 小与该螺栓至形心距离ri成正比,其方向与连线该螺栓 至形心垂直。

T = N1 r1 + N 2 r2 + N 3 r3 + ... + N n rnT T T T

N nT N1T N 2T N 3T = = …… 此处隐藏:2055字,全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……

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