《钢结构设计原理》-教育文化-.pptx

《钢结构设计原理》;;螺栓和铆钉在构件上的排列应考虑以下要求：受力要求;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。;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。 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：;· 2. 一个普通螺栓的抗剪承载力;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;3.轴心剪力作用的普通螺栓群计算;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;板件;4．扭矩作用的普通螺栓群计算;5.扭矩、剪力和轴心力共同作用的普通螺栓群计算先布置螺栓，再进行验算。;3.8.2 普通螺栓的抗拉连接 1. 一个普通螺拴的抗拉承载力 受拉连接中，螺栓所受的拉力和垂直连接件的刚度有 关。螺栓受拉时，通常不可能使拉力正作用在螺栓轴线 ??，通过与螺杆垂直的板件传递。如连接件的刚度较小，受力后连接件会变形，形成杠杆作用，螺栓有被撬开的 趋势，使螺杆中的拉力增加并产生弯曲现象。考虑杠杆 作用时，螺杆的轴心力为： Nt=N+Q Q—由于杠杆作用对螺栓产生的撬力。 抗拉螺栓连接的破坏形式为栓杆被拉断，一个抗拉螺栓的承载力设计值为：;·撬力大小与连接件的刚度有关，连接件的刚度越小， 撬力越大，同时撬力也与螺栓直径和螺栓所在位置等因素有关。确定撬力比较复杂，为了简化，规定普通螺栓抗拉强度设计值取为螺栓钢材抗拉强度设计值的 0.8倍，以考虑撬力的影响。 ·此外，在构造上也可采取一些措施加强连接件的刚 度，如设置加劲肋，可以减小甚至消除撬力的影响。;2、 轴心拉力作用的普通螺栓群计算 螺栓群在轴心力作用下的抗拉连接，通常假定每个螺栓平均受力，则连 接所需螺栓数为：;3.弯矩作用的普通螺栓群计算 剪力V通过承托板传递。离中和轴越远螺栓受拉力越大，压应力由弯矩指向一侧的部分端板承受，设中和轴至端板受压边缘的距离为c。受拉螺栓截面是孤立的几个螺栓点；端板受压区则是宽度较大的实体矩形截面。计算形心位置作为中和轴时，所求得的端板受压区高度c总是很小，中和轴通常在弯矩指向一侧最外排螺栓附近的某个位置。实际计算时可近似地取中和轴位于最下排螺栓O处;4、弯矩和拉力共同作用的普通螺栓群计算;·(2)大偏心受拉;3.8.3普通螺栓连接受剪力和拉力的共同作用 承受剪力和拉力共同作用的普通螺栓应考虑两种可能 的破坏形式：螺杆受剪兼受拉破坏；二是孔壁承压破坏。 根据试验，兼受剪力和拉力的螺杆，无量纲化后的相关关系近似为一圆曲线，螺杆计算式为;3.9高强度螺栓连接的工作性能和计算 · 3.9.1高强度螺栓连接的工作性能 ·高强度螺栓连接和普通螺栓连接的区别：普通螺栓连 接受剪时依靠栓杆承压和抗剪传递剪力，预拉力很小， 可略去不计， 高强螺栓除材料强度高外，施加很大 的预拉力，板件间存在很大的摩擦力。预拉力、抗滑移 系数和钢材种类等都直接影响高强度螺栓连接的承载力。 高强度螺栓连接按分为摩擦型连接和承压型连接。 摩擦型连接依靠被连接件之间的摩擦阻力传递剪力， 以剪力等于摩擦力作为承载能力的极限状态。;1.高强度螺栓的预拉力 （1）预拉力的控制方法 大六角头型和扭剪型两种，都是通过拧紧螺帽使螺杆受到拉伸产生预拉力，使被连接板件间产生压紧力。 大六角头螺栓的预拉力控制方法： ①力矩法 采用可直接显示钮矩的特定扭矩扳手。目前多采用电动钮矩扳手。通过控制拧紧力矩来实现控制预拉 力。拧紧力矩可由试验确定，施工时控制的预拉力为设 计预拉力的1.1倍。;为了克服板件和