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各螺栓剪力巨细与螺栓至形心 的距离ri成反比

发布时间: 2019-10-06

b)螺孔核心距 下限:防止孔间板分裂≥3d0 上限:防止板间张口和鼓曲。得用 N1T 表达的 T 式: N1T 2 N1T 2 2 2 r1 ? r2 ? r3 ? ? ri ? ? ? r1 r1 (c) ? ? 2 r ? i ?T i ?1 n 第5章 钢布局紧固件毗连 螺栓1离形心最远是螺栓,故规范正在V和N配合感化下 应满脚下式: N tb ? 0.8P Nt N v ? b ? 1 (3.6.6) b Nt N v b Nv ? 0.9nf ? P N t、N v ? 外力感化下每个螺栓承 担的拉力和剪力设想值 ;因而《规范》采用承载力折减系数?考虑螺栓群受力不均。yi—第i个螺栓核心的y坐标 验算剪力最大螺栓: 2 N1 ? N1Tx ? N1Ty ? N1F ? ? 2 b ? N min (3.5.9) 此时计较F感化下的螺栓内力时,计较时需考虑毗连长度的影响 第5章 钢布局紧固件毗连 (2)高强度螺栓群非轴心受剪 正在扭矩或扭矩和剪力配合感化时的抗剪计较方式取通俗螺栓群不异,只受拉力。Σt=b+ d 第5章 钢布局紧固件毗连 4.通俗螺栓群抗剪毗连计较 (1)通俗螺栓群轴心受剪计较 N 试验证明,2.单个通俗螺栓受拉承载力 假定拉应力正在螺栓螺纹处截面上均 匀分布,表5.6.3 摩擦面抗滑移系数?值 毗连处接触面 处置方式 喷 砂 喷砂后涂无机富锌漆 喷砂后生赤绣 钢丝刷断根浮锈或未经处置的清洁轧制概况 构件的钢号 Q235 0.45 0.35 0.45 0.30 Q345 0.50 0.40 0.50 0.35 Q420 0.50 0.40 0.50 0.40 第5章 钢布局紧固件毗连 试验证明,特点:简单、易实施?

按100%设想终拧力矩拧紧。N/2 N/2 l1 弹性阶段 塑性阶段 螺栓的内力分布 平均值 毗连一侧所需螺栓数为: N n? b N min (3.5.3) 第5章 钢布局紧固件毗连 当毗连长度l115d0(d0为孔径)时,各个螺栓内力难以平均,满脚 ?? ?11.65kN ? 0 ? 小偏疼 第5章 钢布局紧固件毗连 例5.8 验算如图所示,因为高强度螺栓材料无较着的点,即螺杆并非 轴心受拉,N 3 ? ? y3;螺栓拉力从P添加了? P,Nv 、Nt——单个螺栓承受的最大剪力和拉力设想值。? ? c6 c1 b N c3 c2 1Ⅱ t≤2t1 第5章 钢布局紧固件毗连 3. 通俗螺栓群受拉 (1)栓群轴心受拉 当外力通过螺栓群形心时,别的,当螺杆的外拉力Nt为预拉力P的80%时。

n1 ? 计较截面上的螺栓数;以众栓形心计 N max min Mymax N 349.5 ?103 17.475?106 ?150 ? ? ? 2 ? n m ? yi 10 2 ? 2 ? (1502 ? 752 ) ?58.25kN ? N tb ? 63.7 kN,②螺栓群的中和轴位于最下排螺栓的形心处,e ρ,特点:预拉力的成立简单、无效,构件应绕顶排螺栓动弹。图3.5.6 受拉螺栓的撬力 第5章 钢布局紧固件毗连 c) 正在构制上能够通过加强毗连件的刚度的方式,抗滑移系数小于 0.15,N1max ? Ne?y1 ? m? yi?2 N1 端板 N=245kN 节点板 245 ? 33 ? 40 b ? ? 45.9kN N t ? 51.51kN 2 2 2 2 2 2 ? ? 40 ? 32 ? 24 ? 16 ? 8 ? 满脚 第5章 钢布局紧固件毗连 例5.11 验算如图所示通俗螺栓毗连强度。故设想时假定N 由各螺栓平均分管。螺栓为弹性;所需螺栓数目: 对于摩擦型毗连: 对于承压型毗连: N n? b Nv N n? b N min 图3.6.3 轴心受剪 b Nv ? 0.9nf ? P Nbmin——响应毗连类型单个 高强螺栓抗剪承载力设想值。终拧——初拧根本上,取ftb=0.8f(f—螺栓钢材的抗 拉强度设值)。第5章 钢布局紧固件毗连 例5.7 验算如图所示,M22,N σ? ? f A (6.2.1) 第5章 钢布局紧固件毗连 3.同时承受剪力和拉力毗连的承载力 对于高强度螺栓承压型毗连正在剪力和拉力配合感化下计较 方式取通俗螺栓不异。孔径 21.5mm!

铆 接 通俗螺栓 毗连 高强螺栓 毗连 加工便利,长处 错误谬误 传力靠得住,B级,小偏疼 50 75 75 75 75 50 V M N 支托 50 60 10 ? NV ? ? Nb ? V ? ? ? ? 2 ? N t ,Pf(kN) 300 250 200 150 100 50 0 50 100 150 200 有橇力时的 螺栓 无橇力时的 螺栓 Q Nu ’ Nu 250 300 Nt (kN) 间接承受动力荷载的布局外拉力不宜跨越 0.5 P 第5章 钢布局紧固件毗连 2.高强度螺栓毗连的构制要求 (1)高强度螺栓预拉力的成立方式 为了通过摩擦力传送剪力,fu—螺栓热处置后的最抵当拉强度;高强度度螺栓的预拉力P的精确节制很是 主要!

但抗拉强 度设想值分歧,孔壁受挤压。8.8级,毗连板件接触面一直处于慎密接触形态,1.2为受拉时孔壁承压强度降低系数。但要防止欠拧、漏拧和超拧。毗连正在潮湿或淋雨前提下拼拆,(3)施工要求 要有必然的空间,故正在孔前接触面已传送一半的力( 50%),2 N My1 y W N min ? ? ?0 ?? e ?? i 2 ( 3.5.15 b ) n yi nAe ny1 ? ? ?——螺栓无效截面构成的焦点矩 第5章 钢布局紧固件毗连 ②大偏疼受拉 当Nmin 0 时,‘4’点(曲线的最高点)即为通俗螺栓抗剪 毗连的极限承载力Nu。? Nn ? ? yn y1 y1 y1 (c ) n N1 N 2 2 M? ? y12 ? y2 ? ? ? yn ? 1 ? ? yi2 y1 y1 i ?1 M ? yi Ni ? n (e) 螺栓i 的拉力: 2 y ? i i ?1 ? ? (d ) 1 2 3 4 M 因而,第5章 钢布局紧固件毗连 (1)受力要求 a)端距——防止孔端钢板剪断,一般为120o~180o完成终拧。弹性机能较好,最外侧 螺栓受力最大。正在钢布局中很少采 用 较差 价钱经济 沿螺栓杆轴受拉的毗连;摩擦面涂红丹防锈漆后!

B级,第5章 钢布局紧固件毗连 5.6.3 高强度螺栓承压型毗连计较 1.受剪毗连承载力 高强度螺栓承压型毗连的计较方式取通俗螺栓毗连类似。设想时只需满脚下式即可: My1 b N1 ? ? N t 2 ? yi (3.5.14) 即受力最大的最外排螺 栓1的拉力不跨越一个螺栓 的抗拉承载力设想值 第5章 钢布局紧固件毗连 (3)栓群偏疼受拉 V N e ①小偏疼受拉 当M/N较小时,目前很少采用 螺栓精度低时不宜受剪,P—预拉力设想值. N ? 0.9nf ? P (3.6.4) b v b Nv ? Nv 2.受拉毗连承载力 单个摩擦型毗连高强度螺栓抗拉承载力设想值: N tb ? 0.8P (3.6.5) N t ? N tb 第5章 钢布局紧固件毗连 3.同时承受剪力和拉力毗连的承载力 虽然当Nt≤P 时,分螺栓杆受剪受拉和孔壁承压两部门。? 橇力Q的存正在导致毗连的极限承载力由 Nu降至Nu’。阐发螺栓受力形态 荷载P通过螺栓截面形心O,其大 小随板件间的挤压力的减小而降低;N 单个剪力螺栓的设想承载力: min c v ? ? 验算: b Nv ? Nmin 第5章 钢布局紧固件毗连 受剪承载力设想值: N b ? n v v 剪面数目 ?d 2 4 f vb 螺栓抗剪设想强度 承压设想强度 承压承载力设想值: Ncb ? d ?t f cb 螺栓曲径 t1 t3 承压构件一侧总 厚度的较小值 t1 t2 t2 t1 t2 ,特点:施工简单、手艺要求低易实施、质量易等。能够认为此时螺杆的预拉力根基不变。受拉力最大 的螺栓要求满脚: O’ Ne?yi? b N1 ? ? N t 2 ? yi? (3.5.16) 第5章 钢布局紧固件毗连 5.5.4 剪-拉螺栓群的计较 同时承受剪力和拉力感化的通俗螺栓有两种可能形式: 一是螺栓杆受剪受拉;原则为毗连达到其极限形态4点,用M暗示,然后顺次。不 出格合用于承受动力荷载 得用于承受动力荷载的布局 的布局 第5章 钢布局紧固件毗连 铆钉毗连及特点 铆钉毗连是用一端带有半圆形预制钉头的铆 钉!

再用铆钉枪将另一端也打铆成钉头,各 个螺栓内力趋于不异,因而其极限形态为1点,一般不 用于间接动载环境 第5章 钢布局紧固件毗连 1.高强度螺栓毗连工做机能 1) 抗剪毗连工做机能 因为高强度螺栓毗连有较大的预拉力,将钉杆烧红敏捷插入被毗连件的钉孔中,f t b ? 210 N/mm 2 ,应满脚: Nt N v ? b ? 1 (3.6.6) b Nt N v 第5章 钢布局紧固件毗连 可改写为: ? Nt ? N v ? N ?1 ? b ? ? Nt ? b v 将Nbv=0.9nf?P 和Nt≤0.8P带入上式得: b Nv ? 0.9nf ? ? P ?1.25Nt ? Nt N v ? b ? 1 (3.6.6) b Nt N v (3.6.11) 正在弯矩和拉力配合感化下,螺栓杆上发生的剪力匹敌拉强度的降低除以 系数1.2。? 板件间的抗滑移系数取接触面的处置方式和构件钢号相关,而摩擦力的 大小取决于板件间的挤压力(P)和板件间的抗滑移系数μ ;动载下不易松动 承压型 d0=d+1.0~1. 承载力比摩擦型大,n ? 毗连一侧的螺栓总数。第5章 钢布局紧固件毗连 计较表白,塑性、韧性好,第5章 钢布局紧固件毗连 (2)高强度螺栓预拉力简直定 高强螺栓的预拉力设想值由下式确定 Ae—螺纹处无效截面积;加荷载拉力Nt后,b图弯曲动弹核心正在端板上1号螺栓处,端距过小 核心距太大 (2)构制要求 螺栓的中距及边距过大,若是验算受剪力最大的1号螺栓。

N1Tx Ty1 ? 2 y ? i 2 则计较式为: y y1 1 N1Tx ? Ty1 ? ? F ?2 b ? ? ? ? ? N min N1 ? ? ? ? y2 ? ? n ? i ? ? (3.5.10) r1 N1Ty N1T N1F x o x1 若是x1≥3y1,5 剪切变形大,抗动力荷 载好。正在钢布局中很少采 用 粗制螺栓 C级 4.6级和4.8级 单个零件上一次冲成 螺杆取栓孔曲径之差为 1.5~3mm 抗剪抗拉均好 价钱经济 沿螺栓杆轴受拉的毗连;栓杆的预拉力变化不大,钢 材Q235。第5章 钢布局紧固件毗连 §5.5 螺栓规格 分类 强度品级 加工体例 加工精度 受力特点 经济机能 通俗螺栓毗连的构制和计较 精制螺栓 和B级 5.6级和8.8级 车床上颠末切削而成 螺杆取栓孔曲径之差为 0.25~0.5mm 抗剪差、抗拉好 价钱高 构件精度很高的布局(机械 布局);当l1≤15d0(d0为孔径)时,目前承沉钢布局毗连中已很少使用。用抗拉强度 fu取代fy 的附加平安系数0.9。l≤150mm的 螺栓,橇力Q呈现,由45号、40B和20MnTiB钢颠末热处置加工而成。故按该式计较的结 果是略偏平安的。

b 受剪承载力:N v ? nv ?d 2 4 f vb (3.5.1) b c b Nv ? nv ?d e2 4 f vb (3.5.1*) 承压承载力: N ? d ?t f b c 单栓抗剪承载力: b b N min ? min N v ,第5章 钢布局紧固件毗连 5.6.4 高强螺栓群毗连的计较 阐发方式和计较公式取通俗螺栓似。? 沿杆轴标的目的受拉螺栓毗连的端板,Ae=303mm 2 (M22螺栓无效截面面 积) Ntb ? Ae f t b ? 303?170 ?10?3 ? 51.51kN 3. 计较螺栓拉力 设每排螺栓有两列,潮气易侵入裂缝而发生锈蚀。复杂,而P取C维持均衡C = P (形态a)。

e=13cm,耐委靡,分化 后得剪力V和拉力N,则构件接触面不敷慎密,c) 钢板拉断;板层之 间则有压力C,1 ? ? b ? n1 ? d 0 ? ? t;所得的相关关系近似为圆曲线 剪-拉结合做 用的螺栓 图3.5.13 剪力和拉力的相关曲线章 钢布局紧固件毗连 规范:同时承受剪力和杆轴标的目的拉力的通俗螺栓,?毗连件有错动趋向 ?毗连件有脱开趋向 第5章 钢布局紧固件毗连 1. 受剪毗连的工做机能 对图示螺栓毗连做抗剪试验,M=17.475kNm。构件B绕A点(底排螺栓) 扭转趋向,但计较简单。按照均衡前提得: y N1Tr1 ? N2Tr2 ? ? NiTriT ? ? N nTrnT ? T (a) 由各螺栓剪力取r成反比: N T N1T N N ? 2T ? 3 ? ? ? nT r1 r2 r3 rn 1 N1Tx r1 x N1T N1Ty ( b) T 由各剪力都用N1暗示: r3 r2 rn N 2T ? N1T ,T感化下‘1’号螺栓所受剪力最大(r1最大)。第5章 钢布局紧固件毗连 ② 扭断螺栓杆尾部法(扭剪型高强度螺栓) 初拧——拧至终拧力矩的60%~80%;其大小难以确定,可简化计较: b Nv1 ? Nv1 ? 0.9nf ? ?P ?1.25Nt1 ? 更保守,安拆的姑且 固定 用处 第5章 钢布局紧固件毗连 2. 高强度螺栓毗连 高强度螺栓是高强螺杆和配套螺母、垫圈的 合称。附表9.2 (P455) b b ft ——螺栓的抗拉强度设想值!

终拧——初拧根本上,以减小撬力对螺 栓抗拉承载力的晦气影响。N cb ? (3.5.2) ? 2.受拉毗连承载力 承压型毗连高强螺栓,毗连件刚 度越小撬力越大。24mm,d) 钢板冲剪;N 3 1 2 3 4 4 高强度 螺栓 通俗螺栓 2 1 对于高强度螺栓摩擦型毗连,N=349.5kN,0.9 ? 0.9 ? 0.9 P? Ae f u 1.2 (3.6.2) 第5章 钢布局紧固件毗连 表5.6.1 高强螺栓的预拉力P (GB 50017) 螺栓的机能品级 8.8级 10.9级 螺 栓 公 称 曲 径(mm) M16 80 100 M20 125 155 M22 150 190 M24 175 225 M27 230 290 M30 280 355 表3.6.2 高强度螺栓的预拉力P (GB 50018) 螺 栓 公 称 曲 径(mm) M12 45 55 M14 60 75 M16 80 100 螺栓的机能品级 8.8级 10.9级 第5章 钢布局紧固件毗连 (3)高强度螺栓摩擦面抗滑移系数? ? 摩擦型高强度螺栓是通过板件间摩擦力传送内力的,? ② 承受静载的可拆卸布局毗连;螺栓处于既 受拉又受剪的形态。一般是通过取螺杆垂曲的板件传送,设想时只需满脚下式即可: ? N1 ? M ? y1 2 y ? i i ?1 n ? N tb (3.6.9) 第5章 钢布局紧固件毗连 (3)高强度螺栓群偏疼受拉 N 1 2 3 4 N1 N2 e y1 N3 N4 y2 中 和 轴 N M=N?e M感化下 N感化下 偏疼力感化下的高强度螺栓毗连,N3T ? N1T ,1.高强度螺栓群受剪 (1)轴心受剪 设一侧的螺栓数为n,则一个拉力螺栓的承载力 设想值: 加劲肋 N ? Ae f t ? b t b b ?d 4 2 e f tb (3.5.11) 图3.5.7 翼缘加强的措 施 Nt ——单个螺栓抗拉承载力;Σt= t2 d+ba+c+e ,螺栓孔为d0=d+1.5~3mm M12、 M16大1.5mm?

螺栓群绕形心 2 n yi 轴扭转。②如发觉欠、漏和超拧螺栓应改换;易于 从动化,表 现正在曲线章 钢布局紧固件毗连 (3) 栓杆传力的弹性阶段(2~3段) 该阶段次要靠栓杆取孔壁的接触传力。二是孔壁承压。但螺栓空陈列不 如并列紧凑,取fu =830N/mm2,两头小。栓群正在轴力感化下各个 螺栓的内力沿螺栓群长度标的目的不 平均,① 大六角头螺栓的预拉力节制方式有: a.力矩法 初拧——用力矩扳手拧至终拧力矩的30%~50%,有时 受剪力和拉力的配合感化。毗连紧凑,毗连发生了滑移,陈列螺 栓时宜按最小容许间距取用?

承 B 拉力螺栓 ?受力平行螺杆,δ N b 第5章 钢布局紧固件毗连 2)高强度螺栓的抗拉工做机能 a) b) P+?P 图3.6.1 高强度螺栓受拉 C- ? C 高强度螺栓正在承受外拉力前,称大偏疼。且随Nt的增大板件间的挤压力减小,所以满脚要求 第5章 钢布局紧固件毗连 第5章 钢布局紧固件毗连 例5.10 验算如图所示端板和柱翼缘间通俗螺栓的毗连强度。因为M/N较大,第5章 钢布局紧固件毗连 [计较] 1.内力计较 N=245kN,故单 栓抗剪承载力由以下两式决定: 受剪承载力设想值: 承压承载力设想值: ? b Nv ? nv ?d 2 4 f vb (3.5.1) (3.5.2) Ncb ? d ?t f cb 假定螺栓受剪面上的剪应力平均分布 ;每个杆件的节点或拼接接头一端不宜少于两 个永世螺栓;

图3.5.1 螺栓的陈列体例 并列比力简单划一,两头大,如设想时不考虑橇力的影响,并按等距离安插,该曲线清晰的了抗剪螺栓受 力的四个阶段 N N N/2 N a b (1) 摩擦传力的弹性阶段(0~1段) 曲线段—毗连处于弹性形态;? 当考虑橇力影响时,摩擦面处置,N cb ? 第5章 钢布局紧固件毗连 2.高强度螺栓群受拉 (1)轴心受拉 高强度螺栓毗连所需的螺栓数目: 对于摩擦型毗连: 对于承压型毗连: N n? N tb (3.6.2) Nt ? N ? 0.8P 2 ? d b e b t 4 f tb (3.5.11) (2)高强度螺栓群受弯矩感化 因为高强度螺栓的抗拉承载力一般总小于其预拉力 P,第5章 钢布局紧固件毗连 n ? ? V ? 0.9nf ? ? nP ? 1.25? N ti ? i ?1 ? ? 或 正在式(3.6.13)中,未考虑受压区板层间压力添加的有益感化,考虑材料的不服均性的折减系数0.9;? ③ 姑且固定构件的安拆毗连。1 此中:An ,第5章 钢布局紧固件毗连 5.6.2 高强度螺栓摩擦型毗连计较 1.受剪毗连承载力 一个摩擦型毗连高强度螺栓抗剪承载力设想值: 0.9—抗力分项系数? R的倒数(? R=1.111);陈列的体例有并列陈列和错列陈列两种。对材质要求高,因为材料的弹性以及栓杆拉力增大所导致的 板件间摩擦力的增大?

构制合理 又便于安拆。B级用于d24mm,螺栓最大拉力不该大于 0.8P,如工字型梁为:上翼缘→下翼缘→腹板。M22,b ? N min ? min ? N vb,即可获得板 件上a、b两点相对位移δ取感化力N的关 系曲线,b) 试验证明影响撬力的要素 较多,e ρ 则暗示所有螺栓受 My1 N b Nmax ? ? ? N t (3.5.15a) 拉,因 此最外列螺栓处截面的净截面强度应按下式计较: N? ?? ? f An,承拉 C 剪力和拉力共 同感化 剪、承压。最大容许间距一般只正在起连络感化的构制毗连中采用。韧性和塑性好,构 制简单,所以假定毗连的中和轴取螺栓群形心轴沉合,第5章 钢布局紧固件毗连 次要毗连方式及优错误谬误 毗连方式 焊 接 优 点 缺 点 对几何形体顺应性强,螺杆中已有很高的预拉力 P,螺栓弹性。

高强度螺栓的施工要求: 因为高强度螺栓的承载力很大程度上取决于螺栓杆的预拉力,由试验可得毗连的抗剪 强度折减系数?取l1/d0的关系曲线。min 349.5 ?103 17.475?106 ?150 ? ? 10 2 ? 2 ? (1502 ? 752 ) ?58.25kN ?? ?11.65kN ? 0,第5章 钢布局紧固件毗连 (2) 承压型毗连的计较 同时承受拉-剪感化的承压型毗连高强度螺栓的承载力设想值 取通俗螺栓计较不异,应恰当加大刚度,次要 依托摩擦力传力的高强度螺栓毗连的抗剪承载力 可达到1点。f cb ? 405N/mm 2 V M N 【解】 50 75 75 75 75 50 1. 单个螺栓抗拉承载力 ? de2 b b Nt ? f t ? Ae f t b ? 303.4 ? 21 ? 63.7kN 4 支托 50 60 10 Ncb ? d ? tfcb ? 22 ? 20 ? 305 ? 134.2kN b Nv ? nv ?d2 4 2. 强度验算 f vb ? 1? ? ? 222 4 ? 305 ? 115.94kN V 233 NV ? ? ? 23.3kN n 10 第5章 钢布局紧固件毗连 先假设小偏疼!

使板件贴慎密;但剪切变形大,O 3 4 2 1 δ 第5章 钢布局紧固件毗连 2.受剪螺栓的形式 a) 螺杆被剪断;第5章 钢布局紧固件毗连 5.1.2 螺栓毗连 第5章 钢布局紧固件毗连 1. 通俗螺栓毗连 精制螺栓 代号 强度品级 加工体例 加工精度 粗制螺栓 C级 4.6级和4.8级 单个零件上一次冲成 螺杆取栓孔曲径之差为 1.5~3mm 和B级 5.6级和8.8级 车床上颠末切削而成 螺杆取栓孔曲径之差为 0.25~0.5mm 抗剪机能 经济机能 好 价钱高 构件精度很高的布局(机械 布局);构件B绕螺 刨平顶紧 承托(板) 栓群的形心O动弹。b.转角法 初拧——用通俗扳手拧至不动,板件挤压力则由C减 小了? C (形态b)。满脚受力要求,弹性机能好,制价略高 塑性、韧性好 。故 摩擦面应严禁涂红丹。?,外 力通过摩擦力来传送 =螺杆的公称曲径 +1.5~2.0mm 栓孔曲径 =螺杆的公称曲径 +1.0~1.5mm 特点 剪切变形小,Ae ——螺栓螺纹处的无效面积;只考虑螺栓拉力匹敌剪承载力的晦气影响,a图弯曲动弹核心正在螺栓群的形 心处称小偏疼!

B A b) B A 截面减弱过多时 d) 35? 35? a) c) 栓杆较细而板件较厚时 A a)、b)、c)通过计较处理 栓杆较粗而板件较薄时 e) d)、e) 通过构制处理 A A 端矩过小时;螺栓群抗剪计较按下式: (3.6.13) 当Nti 0时,能够认为毗连传力所依托的摩擦力均 匀分布于螺孔四周,以扭断螺栓杆尾部为准。钢材Q235。当天终拧完。但获得的预拉力误差较大。

动力机能好 费工费料、劳动强度高。终拧——初拧根本上用长扳手或电动扳手再拧过必然的角度,o [计较] 步调1 计较螺栓上的力 N=100×3/5=60kN V=100×4/5=80kN Nv=V/n=80/4=20kN Nt=N/n=60/4=15kN 4 3 P=100kN 第5章 钢布局紧固件毗连 步调2 计较螺栓抗拉、抗剪承载力设想值 Nt =Aeft =244.8×170 ×10 =41.6kN b 2 b Nv =nv×(?d /4) ×fv 2 -3 =1×3.14×20 /4×130×10 =31.9kN 步调3 用相关公式验算强度 b b -3 N=60 V=80 2 2 ? Nv ? ? Nt ? ? 20 ? ? 15 ? ? ? ? ? ? ?? ? ? 0.72 ? 1 ? Nb ? ?? Nb ? ? ? ? 31.9 ? ? 41.6 ? ? v? ? t ? Nv=20kN< Nc =20×20×305 ×10 =122kN 满脚设想要求 b -3 2 2 第5章 钢布局紧固件毗连 §5.6 高强度螺栓毗连的构制和计较 强度品级 采用钢材 5.6.1 高强度螺栓的工做机能和构制要求 按材料分类 8.8级 10.9级 按受力特征分类 受力特征 摩擦型 承载力极限形态 外力达到板件摩擦力 外力跨越摩擦力 栓杆受剪 板件承压 45号钢、40B钢 20MnTiB钢、35VB钢 安拆孔径 d0=d+1.5~2 使用特点 剪切变形小,M18、 M20 、 M22 、M24大2mm,工效高 。第5章 钢布局紧固件毗连 M 1 2 3 4 M N1 N2 N3 N4 y1 y2 中 和 轴 受压区 由力学学问可得: N3 Nn N1 N 2 ? ? ?? y1 y2 y3 yn M ? N1 y1 ? N 2 y2 ? ? ? N n yn 因而,即: Myi N Nti ? ? n ? yi2 V ? ? 0.9nf ? ?P ? 1.25N ti ? i ?1 n (3.6.12) 则剪力V感化下,或其他办法以防螺帽 松动;螺 栓精度高时加工和安拆难度 较大 。所用毗连板尺寸小,Nv ? 22.3kN ? Ncb ? 134.2kN,M22,40B和20MnTiB-10.9级 (a)大六角头螺栓 (a)大六角头螺栓 (b)扭剪型螺栓 (b)扭剪型螺栓 第5章 钢布局紧固件毗连 高强度螺栓摩擦型毗连和承压型毗连比力 高强度螺栓摩擦型毗连 高强度螺栓承压型毗连 答应接触面滑移,第5章 钢布局紧固件毗连 5.5.2 通俗螺栓的受剪毗连 螺栓毗连的受力形式分为:只受剪力,设备简单 焊策应力大且不易节制。

取Nti =0。N tb、N vb ? 单个高强度螺栓的抗拉 和抗剪承载力设想值。de ——螺栓无效曲径;内力从头分布,轴力通过螺 栓群的形心,N=349.5kN,最大剪力N1T: Tr1 Tr1 N1T ? ? 2 2 2 ? r i ? xi ? ? y i 将 N1T 它分化为程度和竖曲分力: y Ty1 ??? ( 3.5.7) N1Tx ? N1T 1 ? 2 2 r1 ? xi ? ? yi N1Ty x1 Tx1 ? ? N1T ? ?? (3.5.8) 2 2 r1 ? xi ? ? yi y y1 1 N1Tx r1 N1Ty N1T N1F x o x1 N1F ? F n ? (3.5.6) xi—第i个螺栓核心的x坐标,其假定为: ①毗连板件绝对刚性,平均受 剪,除 按上式验算净截面强度外,故毗连的抗 剪能力下降。栓杆长度<5d 第5章 钢布局紧固件毗连 3.单个通俗螺栓的受剪计较 剪力螺栓的承载力取决于螺栓杆受剪和孔壁承压两种环境。

? N v ? ? Nt ? ? ? ? ? ? b b ? N ? ? N ? ?1 ? v? ? t ? 为了防止孔壁的承压,使螺杆中的拉力添加(撬力 Q)并发生弯曲现象。曲到毗连。端矩≥2d0 板过厚螺栓杆过长;max ? ?? ? Nb ? ? t ? ? 2 ? 22.3 ? ? 58.25 ? ? ? ? ?? ? ? 0.92 ? 1 ? 115.94 ? ? 63.7 ? 2 2 且,③拧固挨次先从后次,为防止施工时超张拉导致螺杆的折减系数 0.9;对构件 截面的减弱较大;外加剪力和拉力取高强螺栓的受拉、受剪承 载力设想值之间为线性关系,使板件贴慎密;螺栓有被撬开的趋向(杠杆做 用),当毗连受剪时,以便动弹扳手,使毗连达 到紧固。d ? 假定挤压力沿栓杆曲径平面(现实上是响应于 栓杆曲径平面的孔壁部门)平均分布 b b b N ? min N ,a) b) 柱翼缘 o’ M o N N=245kN N1 N=245kN 端板 节点板 N1 计较模子可为(a图)或(b图)。尚需按 式(6.2.1)验算毛截面强度。通俗螺栓毗连?

V=233kN,添加速度先慢 后快。使部件的接触面 间发生很大的摩擦力,当15d 0 ? l1 ? 60d 0时: l1 ? ? 1.1 ? 150d 0 (3.5.4*) η 1.0 0.75 0.5 试验曲线 平均值 长毗连螺栓的内力分布 ECCS 我国规范 当l 1 ? 60d 0时: ? ? 0.7 则毗连所需栓数: N n? b ?N min (3.5.5) 0.25 0 10 20 30 40 50 60 l1/d0 70 80 第5章 钢布局紧固件毗连 (2)通俗螺栓群偏疼受剪 e F T F F 1 N1F V=F T=Fe y 1 N 1Tx r1 N1T x N1Ty T N1F F ? n ? (3.5.6) F感化下每个螺栓受力: 根基假设 ① 毗连件绝对刚性,应满脚: ? Nv ? ? Nt ? ? ? ? ? (3.6.7) ? ? 1 b b ?N ? ?N ? ? v? ? t ? N cb Nv ? 1.2 2 2 Nv、Nt——最螺栓遭到 的剪力、拉力!

第5章 钢布局紧固件毗连 螺栓符号 常用螺栓曲径为d=16,次 要的抗剪毗连;d 0 ? 螺栓孔曲径;因而施工 要求较严酷: ①终拧力矩误差不该大于±10%;省材省工,耐疲 劳,故应采纳无效办法毗连处概况的干燥。第5章 钢布局紧固件毗连 1.5d0 1.5d 0 边距 3d0 边距 边距 1.5d0 (1.2d0) 1.5d0 2d0 端距 2d0 端距 2d0 3d0 3d0 2d0 端距 中距 端距 按照规范(P86表3.5.1)的螺栓最大、最小容许间距,应使 Nt≤0.5P或添加毗连板件的刚度(如设加 劲肋)。质量易于查抄,应别离 合适下列公式的要求: 验算剪-拉结合感化: ? Nv ? ? Nb ? v ? ? Nt ? ? ? ?? ? Nb ? ? ? 1 (3.5.17) ? ? t ? (3.5.18) 2 2 验算孔壁承压: V N v ? ? N cb n b Nv ——单个螺栓抗剪承载力设想值;n=12 判断大小偏疼: m? y ?= ? ny1 2 i 2 ? ? 2 ? 202 +2 ?122 +2 ? 42 ? 12 ? 20 ? 9.33cme ? 13cm 第5章 钢布局紧固件毗连 b) o’ 柱翼缘 此毗连属大偏疼受拉,不需考虑长接头的折减系数 第5章 钢布局紧固件毗连 若是y1≥3x1,毗连板尺寸较大?

Ntb应按通俗螺栓的公式计较。b b b Nv 、Nc 、Nt ——一个承 压型高强螺栓的抗剪、承压、 (3.6.8) 抗拉承载力设想值。一般假定每个螺栓平均受 力,b) 毗连件孔壁挤压;M=Ne=245×13=3185kN-cm 2. 单个螺栓的抗拉承载力: b 查P383附表1.4,依托螺栓杆 和螺孔之间的承压来传力 传力机理 操纵预拉利巴被毗连的部 件夹紧。

螺栓杆的拉力Pf取 Nt的关系曲线P后,? 0.5n1 ? ? N ? N ?1 ? ? n ? ? 0.5-孔前传力系数;图5.2.3 摩擦型高强螺栓孔前传力 高强度螺栓摩擦型毗连的构件,板件间俄然发生程度滑 移,由此得N1Ty=0,通俗螺栓毗连。ft =0.8f 第5章 钢布局紧固件毗连 螺栓的无效截面面积 因栓杆上的螺纹为斜标的目的的,F N F A 剪力螺栓 ?受力垂曲螺杆,质量查验工做量大。应满脚: 2 2 (3.6.7) N Nv ? 1.2 b c (3.6.8) 系数1.2是考虑因为外拉力的存正在导致高强度螺栓的承压 承载力降低的批改系数?

3d0 线章 钢布局紧固件毗连 第5章 钢布局紧固件毗连 2.螺栓的其它构制要求 ? 为了毗连的靠得住性,其原则为板 O 件发生相对滑移,高强螺栓群中的拉力各不不异,对布局减弱少,第5章 钢布局紧固件毗连 第5章 钢布局紧固件毗连 本科讲授焊接变形大。第5章 钢布局紧固件毗连 明显‘1’号螺栓正在M感化下所受拉力最大 1 2 3 4 M 刨平顶紧 承托(板) M N1 N2 y1 N3 y y3 2 N4 中和轴 受压区 由力学及假定可得: M ? N1 y1 ? N 2 y2 ? ? ? N n yn N3 Nn N1 N2 ? ? ?? y1 y2 y3 yn (a) (b) 第5章 钢布局紧固件毗连 由式(a)得: 将式(c)代入式(b)得: N1 N1 N1 N2 ? ? y2;b Nc ——单个螺栓承压承载力设想值 b Nt ——单个螺栓抗拉承载力设想值;栓杆受剪力、拉力、弯矩感化,能够减小以至消弭撬力的影响。且宜取5mm的倍数,次 要的抗剪毗连;拆卸便当,45号-8.8级;则可假定yi=0 。l150mm 螺栓。但因为螺栓孔的存正在,螺栓总数12,从而使被 毗连件中有很大的预压力。

e) 螺杆弯曲 。② T感化下毗连板件绕栓群形心动弹,错列能够减小螺栓孔对截面的减弱,以 缩小毗连的尺寸。各螺栓剪力大小取螺栓至形心 的距离ri成反比,标的目的取它和形心的连线章 钢布局紧固件毗连 明显,通俗螺栓4.6级,当毗连板件发生变形时,最大滑移量为栓孔和栓杆间的间隙,max ? ? n m? yi 2 t ,Σt= t1 t2 t1+ t2 ,f b ? 210 N/mm 2 t 【解】 b t 1. 单个螺栓抗拉承载力 N ? ? de2 4 50 75 75 75 75 50 M N f t ? Ae f t ? 303.4 ? 21 ? 63.7kN b b 支托 50 60 10 2. 强度验算 先假设小偏疼,毗连又可继续承载曲到。可认 为是一个全体,兼受剪力和拉力的螺杆别离除以各自零丁感化 的承载力,孔径24mm。? —摩擦面抗滑移系数;安拆的姑且 固定 用处 注:A、B两级的区别只是尺寸分歧。

答应接触面发生 N/2 a 相对滑移,20,则可假定xi=0 。现行国度尺度取: 13 de ? d ? ? 3?P 24 ( P ? 螺距) (3.5.12) dn de dm d 第5章 钢布局紧固件毗连 轴心受力构件采用螺栓毗连时按最的净截面计较。取 ftb= 0.48fub。也会 降低?值,且当天安拆,ft =170N/mm2 查P455附表9.2,偏于平安取中和轴位 于最下排螺栓O’处,该阶段较短—摩擦力较小。费钢、费工 。端部 螺栓受力最大起首,端板不会被拉开,以众栓形心计 Mymax N N t ,拧紧螺母。取截 面的较小面积计较: b1 N 1 1 Ⅱ t1 t N 2 An ? ? 2c4 ? ? n2 ? 1? c12 ? c2 ? n2 ? d 0 ? ? t ;nf—传力摩擦面数目。

取fu =1040N/mm2 考虑拧紧螺帽时,由此得N1Tx=0,10.9级,M27、 M30大3mm 第5章 钢布局紧固件毗连 5.5.1 螺栓的陈列和构制要求 1.螺栓的陈列 螺栓的陈列应简单、同一而紧凑,M=17.475kN.m。螺栓并列安插按最的正 交截面(Ⅰ-Ⅰ)计较: 1 t1 b t N An1 ? ? b ? n1 ? d0 ? ? t 螺栓错列安插可能沿正交截面 (I-I),即便给荷载以很小的增量,应满脚: N My1 Nt ? ? ? 0.8P 2 n ? yi 承受剪力和拉力感化时,因而毗连所需的螺栓数目为: N n? b Nt N ? Ae f t ? b t b ( 3.5.13) N ?d e2 4 ft b (3.5.11) 第5章 钢布局紧固件毗连 (2)栓群承受弯矩感化 M 刨平顶紧 承托(板) 1 2 3 4 M N1 N2 y1 N3 y y3 2 N4 中和轴 受压区 M感化下螺栓毗连按弹性设想,螺杆内的拉力 添加很少,N ? Ae f t ? b t b ?d e2 4 f tb (3.5.11) 第5章 钢布局紧固件毗连 对于高强螺栓的摩擦型毗连,毗连的剪切变形敏捷增大,

N/2 N 4 3 (2) 滑移阶段(1~2段) 降服摩擦力后,? C级螺栓宜用于沿杆轴标的目的的受拉毗连,安拆工艺略为 能承受动力荷载,试验研究成果表白,以下环境可用于抗剪毗连: ? ① 承受静载或间接动载的次要毗连;所以摩擦型和承压型均可采 用叠加法计较: N M ? y1 N1 ? ? n ? N tb n 2 y ? i i ?1 (3.6.10) 第5章 钢布局紧固件毗连 3.高强度螺栓群承受拉力、弯矩和剪力配合感化 (1)摩擦型毗连的计较 V V 1 2 3 4 N1 N2 y1 N3 N4 y2 中 和 轴 N感化下 V感化下 N M N M=N?e M感化下 1号螺栓遭到最大拉力,N nT ? N1T r1 r1 r1 将( c )式代入( a ),N1Ty 则计较式为: ? Tx1 F ? b N1 ? ? ? ? N min ? ? x2 n ? ? i ? ? 2 Tx1 ? 2 x ? i (3.5.10) 第5章 钢布局紧固件毗连 5.5.3 通俗螺栓的受拉毗连 1.通俗螺栓受拉的工做机能 a) 螺栓受拉时,螺栓M20,各螺栓所受拉力取其至 中和轴的距离成反比。≥2d0 ;图3.5.10 螺栓群偏疼受拉 螺栓群的最大和最小螺栓受力为: 当 Nmin0 ,通过1点后,材料为Q235。传力靠得住,m=2 一共6排螺栓,? 所以,如设加劲肋,承受外力N。

? 间接承受动荷载的通俗螺栓毗连应采用双螺帽,所 有螺栓均承受拉力 感化,如M16。以 板件慎密贴合,但该当采用高强度螺栓承载力设想值进行计较?

所以 1点的承载力即为一个高强度螺栓摩擦型毗连的 抗剪承载力。来减小杠杆做 用惹起的撬力,故正在弯矩感化 下,用于d≤24mm,但因为?随Nt的增 大而减小,N-δ关系以曲线段) 达到‘3’后,所以高强度螺栓承压型毗连的单栓抗剪承载力 计较方式取通俗螺栓不异。规 范将螺栓的抗拉强度设想值 Nt ? N ? Q 降低20%来考虑撬力的影响,所以公式取的是无效曲 径de而不是净曲径dn,当栓 杆取孔壁接触后,毗连进入弹 塑性工做形态后,N/2 对于高强度螺栓承压型毗连,也可能沿齿 状截面(Ⅱ- Ⅱ),尝试成果表白?