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1、,1. 了解普通螺栓连接的概念、特点、形式； 2. 掌握普通螺栓连接的抗剪计算。,教学目标：,普通螺栓连接的抗剪计算。,普通螺栓连接的抗剪计算。,重 点,难 点,11.1.2 螺栓连接 1.普通螺栓连接的构造和计算 （1）普通螺栓连接的构造 1）螺栓的规格 钢结构采用的普通螺栓形式为六角头型，其代号用字母M和公称直径的毫米数表示。螺栓直径d应根据整个结构及其主要连接的尺寸和受力情况选定，受力螺栓一般采用M16、M20、M24等。,11.1 钢结构的连结,2）螺栓的排列 螺栓的排列有：并列和错列。,并列,错列,并列布置简单，但栓孔对截面削弱较大；错列布置紧凑，可减少截面削弱，但排列较繁杂。, 螺
2、栓在构件上的排列应同时考虑受力要求、构造要求及施工要求。据此，钢结构规范作出了螺栓最小和最大容许距离的规定，见表11.1.3。,表 11.1.3 螺栓的最大、最小容许距离,注：d0为螺栓或铆钉的孔径，t为外层较薄板件的厚度。钢板边缘与刚性构件（如角钢、槽钢等）相连的螺栓或铆钉的最大间距，可按中间排的数值采用。,从受力角度出发，螺栓端距不能太小，否则孔前钢板有被剪坏的可能；螺栓端距也不能过大，螺栓端距过大会造成材料的浪费;螺栓顺内力方向中距不宜过大,对受压构件而言会发生压屈鼓肚现象。 从构造角度考虑，螺栓的栓距及线距不宜过大，否则被连接构件间的接触不紧密，潮气就会侵入板件间的缝隙内，造成钢板锈蚀
3、。 从施工角度来说，布置螺栓还应考虑拧紧螺栓时所必须的施工空隙。,3）螺栓的其他构造要求 每一杆件在节点上以及拼接接头的一端，永久性的螺栓数不宜少于两个。对组合构件的缀条，其端部连接可采用一个螺栓。 C级螺栓宜用于沿其杆轴方向的受拉连接，在下列情况下可用于受剪连接： 承受静荷载或间接承受动荷载结构中的次要连接； 不承受动荷载的可拆卸结构的连接； 临时固定构件用的安装连接。, 对直接承受动荷载的普通螺栓连接应采用双螺帽或其它能防止螺帽松动的有效措施。 （2）普通螺栓连接的计算 普通螺栓连接的受力形式分为三类：外力与栓杆垂直的受剪螺栓连接；外力与栓杆平行的受拉螺栓连接；同时受剪和受拉的螺栓连接。,
4、受剪螺栓,受拉螺栓,受剪和受拉的螺栓,1）受剪螺栓连接 受力特点 受剪螺栓连接达到极限承载力时的五种破坏形式：,受剪破坏,挤压破坏,拉压破坏,冲剪破坏,受弯破坏,为保证螺栓连接能安全承载，对于前两种类型的破坏，通过计算单个螺栓承载力来控制；对于第3类型的破坏，则由验算构件净截面强度来控制；对于第4类型的破坏，通过保证螺栓间距及边距不小于规定值（表11.1.3）来控制；对于第5类型的破坏，使螺栓的夹紧长度不超过4-6倍螺栓直径便不会产生破坏。, 计算方法 a 单个受剪螺栓的承载力设计值 受剪螺栓中，假定栓杆剪应力沿受剪面均匀分布，孔壁承压应力换算为沿栓杆直径投影宽度内板件面上均匀分布的应力。那么
5、 一个螺栓受剪承载力设计值为 一个螺栓承压承载力设计值为,式中 螺栓受剪面数。（图11.1.26） 在同一受力方向承压构件的较小总厚度； 螺栓杆直径； , 分别为螺栓的抗剪和承压强度设计值，见表 11.1.4。,图11.1.26 受剪螺栓连接,表12.1.4 螺栓连接的强度设计值,注:A级螺栓用于d24mm和110d 或l150mm（按较小值）的螺栓； B级螺栓用于d24mm和110d或1150mm（按较小值）的螺栓。 d为公称直径， 1为螺栓公称长度。,这样，单个受剪螺栓的承载力设计值应取 、 中的较小值，即 。每个螺栓在外力作用下所受实际剪力应满足：,b. 螺栓群连接受轴心力作用时的受剪螺
6、栓计算 首先，计算出连接所需螺栓数目。由于轴心拉力通过螺栓群中心，可假定每个螺栓受力相等，则连接一侧所需螺栓数为：,由于沿受力方向的连接长度 （ 为螺栓孔径）时，上述关于每个螺栓受力相等的假定才能成立。当 时，螺栓的抗剪和承压承载力设计值应乘以折减系数 予以降低，以防沿受力方向两端的螺栓提前破坏。,当 时，一律取 。,其次，对构件净截面强度进行验算。构件开孔处净截面强度应满足： 式中 连接件或构件在所验算截面处的净截面面积； N连接件或构件验算截面处的轴心力设计值； 钢材的抗拉（或抗压）强度设计值。 净截面强度验算截面应选择最不利截面，即内力最大或净截面面积较小的截面。,若该连接采用如图11.
7、1.27c所示的螺栓错列布置时，就有如下6种可能的破坏面：,应同时计算出各种可能破坏面的净截面面积，并分析各种可能破坏面上所受力的大小，确定最不利截面，然后将净截面面积和相应验算截面处的轴心力设计值代入式（11.1.18）验算。,【例11.1.4】两截面为-14400mm的钢板，采用双盖板和C级普通螺栓拼接，螺栓M20，钢材Q235，承受轴心拉力设计值N=940kN ，试设计此连接。,【解】 (1)确定连接盖板截面 采用双盖板拼接，截面尺寸选7400mm，与被连 接钢板截面面积相等，钢材亦采用Q235。 (2) 确定所需螺栓数目和螺栓排列布置。 由表11.1.4查得 =140N/mm2， =3
8、05N/mm2 。 单个螺栓受剪承载力设计值,单个螺栓承压承载力设计值 则连接一侧所需螺栓数目为,采用下图所示的并列布置。连接盖板尺寸采用27400490mm，其螺栓的中距、边距和端距均满足表11.1.3的构造要求。,(3) 验算连接板件的净截面强度 由表11.1.5 查得f =215N/mm2 ，连接钢板在截面-受力最大为N，连接盖板则是截面-受力最大为N，但因两者钢材、截面均相同，故只验算连接钢板。取螺栓孔径d0=22mm 。,课堂练习,两截面为-40012的钢板，采用双盖板，C级普通螺栓拼接，螺栓采用M20，钢板为Q235，承受轴心拉力设计值N=800KN，试设计此连接。,【解】 (1)
9、确定连接盖板截面 采用双盖板拼接，截面尺寸选6400mm，与被连 接钢板截面面积相等，钢材亦采用Q235。 (2) 确定所需螺栓数目和螺栓排列布置。 由表11.1.4查得 =140N/mm2， =305N/mm2 。 单个螺栓受剪承载力设计值,单个螺栓承压承载力设计值 则连接一侧所需螺栓数目为,采用下图所示的并列布置。连接盖板尺寸采用26400490mm，其螺栓的中距、边距和端距均满足表11.1.3的构造要求。,(3) 验算连接板件的净截面强度 由表11.1.5 查得f =215N/mm2 ，连接钢板在截面-受力最大为N，连接盖板则是截面-受力最大为N，但因两者钢材、截面均相同，故只验算连接钢板。取螺栓孔径d0=22mm 。,思考,已知：螺栓连接设计如下图所示 ，试进行强度复核,小 结： 1.普通螺栓连接的概念、特点、形式； 2. 普通螺栓连接的计算。 作业布置： 预 习：高强螺栓连接； 思考题： 11.9、11.10 。 习 题：11.3、11.4。,结束！ 谢谢大家！,
