第5章钢结构的紧固件连接课件.ppt

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1、螺栓连接螺栓规格精制螺栓粗制螺栓分类A级和B级C级强度等级5.6级和8.8级4.6级和4.8级加工方式车床上经过切削而成未经加工的圆钢压制而成加工精度螺杆与栓孔直径之差为0.25~0.5mm螺杆与栓孔直径之差为1.5~3mm受力特点抗剪差、抗拉好抗剪抗拉均好经济性能价格高价格经济用途构件精度很高的结构(机械结构);在钢结构中很少采用沿螺栓杆轴受拉的连接;次要的抗剪连接;安装的临时固定3.6普通螺栓连接的构造和计算注:A、B两级的区别只是尺寸不同。A级用于d≤24mm,l≤150mm的螺栓,B级用于d>24mm,l>150mm螺栓。3.6.1螺

2、栓的排列和构造要求排列的方式有并列排列和错列排列两种。并列比较简单整齐,所用连接板尺寸小,但由于螺栓孔的存在,对构件截面的削弱较大;错列可以减小螺栓孔对截面的削弱,但螺栓空排列不如并列紧凑,连接板尺寸较大。(1)受力要求下限:防止孔间板破裂上限:防止板间张口和鼓曲。b)螺孔中心距限制a)端距限制——防止孔端钢板剪断,;中心距太大<2d端距过小(2)构造要求螺栓的中距及边距过大,则构件接触面不够紧密,潮气易侵入缝隙而发生锈蚀。(3)施工要求要保证有一定的空间,以便转动扳手,拧紧螺母。螺栓的排列满足受力要求,构造要求,施工要求。端距边距1.5d0

3、(1.2d0)2d02d01.5d03d0端距端距端距中距边距线距3d02d03d01.5d01.5d03d03d02d0边距中心距表3.3根据规范规定(表3.3)的螺栓最大、最小容许间距,排列螺栓时宜按最小容许间距取用,且宜取5mm的倍数,并按等距离布置,以缩小连接的尺寸。常用螺栓直径为d=16,20,24mm,用M表示,如M16。螺栓符号3.6.2普通螺栓的工作性能螺栓连接的受力形式分为:A.只受剪力B.只受拉力C.受剪力和拉力共同作用。FNFA剪力螺栓B拉力螺栓C剪力和拉力共同作用受力垂直螺杆,承剪、承压。连接件有错动趋势受力平行螺杆,

4、承拉连接件有脱开趋势NδO1234NNabNN/2N/2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与作用力N的关系曲线,该曲线清楚的揭示了抗剪螺栓受力的四个阶段1)受剪连接的工作性能(A)摩擦传力的弹性阶段(0~1段)直线段—连接处于弹性状态;由板件间的摩擦力传递外力。该阶段较短—摩擦力较小。(B)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间隙,表现在曲线上为水平段。1.抗剪螺栓连接NδO1234abNN/2N/2(C)栓杆传力的弹性阶段(2~3段)该阶段主要靠栓杆与孔壁的接触传力。

5、栓杆受剪力、拉力、弯矩作用,孔壁受挤压。由于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,N-δ关系以曲线状态上升。(D)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。‘4’点(曲线的最高点)即为普通螺栓抗剪连接的极限承载力Nu。螺杆被剪断;b)连接件孔壁挤压破坏c)钢板拉断;d)钢板冲剪破坏;e)螺杆弯曲破坏。a)AB栓杆较细而板件较厚时b)BA栓杆较粗而板件较薄时c)A截面削弱过多时d)35º35ºa1A端矩过小时;端矩≥2d0e)A板过厚螺栓杆过长;栓杆长度<5da)、b)、c

6、)通过计算解决d)、e)通过构造解决2)受剪连接的破坏形式受剪承载力设计值:承压承载力设计值:抗剪螺栓的承载力取决于螺栓杆受剪和孔壁承压两种情况,故单栓抗剪承载力由以下两式决定:(3-24)(3-25)d假定螺栓受剪面上的剪应力均匀分布;假定挤压力沿栓杆直径平面(实际上是相应于栓杆直径平面的孔壁部分)均匀分布单个剪力螺栓的设计承载力:3)单个螺栓的受剪承载力设计值受剪承载力设计值:t1

7、承压构件一侧总厚度的较小值d2.抗拉螺栓连接1)受拉连接的工作性能b)试验证明影响撬力的因素较多,其大小难以确定,规范将螺栓的抗拉强度设计值降低20%来考虑撬力的影响,取ftb=0.8f(f—螺栓钢材的抗拉强度设值)。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。图3-69受拉螺栓的撬力加劲肋翼缘加强的措施c)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

8、除撬力的影响。(3-26)其中:Ntb——单个螺栓抗拉承载力;Ae——螺栓螺纹处的有效面积;de——螺栓有效直径;附表6(P490)ftb——螺栓的抗拉强度设计值。

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