文档介绍:普通螺栓连接
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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。
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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。
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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
nv—受剪面数目,单剪nv=1,双剪nv=2,四剪nv =4;d—螺栓杆直径(螺栓的公称直径); —螺栓抗剪强度设计值。
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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
—在同一受力方向的承压构件的较小总厚度;
—螺栓承压强度设计值。
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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n
—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
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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>60d0时,η=。
则所需抗剪螺栓数为
构件截面验算
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板件
1-1截面 N
2-2截面
3-3截面
1-1截面受力最大
拼接板
3-3截面受力最大
错列螺栓排列,需验算正交截面和折线截面的强度
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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,再和 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。
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、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。
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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上,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:
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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,,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