焊缝螺栓连接计算课件.pptx

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1、(a a)焊接连接;()焊接连接;(b b)铆钉连接;()铆钉连接;(c c)螺栓连接)螺栓连接 表表1 1 三种连接方法优缺点三种连接方法优缺点 一、焊接方法一、焊接方法 分类:分类:电弧焊、气焊和电阻焊等电弧焊、气焊和电阻焊等 原理:原理:利用电弧产生的热能使连接处的焊件钢材局部利用电弧产生的热能使连接处的焊件钢材局部熔熔化化,并添加焊接时由焊条或焊丝熔化的钢液,冷却后共同,并添加焊接时由焊条或焊丝熔化的钢液,冷却后共同形成焊缝使两焊件连成一体。形成焊缝使两焊件连成一体。 焊缝与空气的隔离:焊缝与空气的隔离:焊接过程中如果焊缝直接与空气接焊接过程中如果焊缝直接与空气接触,那么空气中的氧、氮

2、等气体会进入焊缝而使焊缝变脆。触,那么空气中的氧、氮等气体会进入焊缝而使焊缝变脆。1 1、手工电弧焊:、手工电弧焊:u 原理:原理:u 特点:适用于各种焊接位置特点:适用于各种焊接位置u 药皮:药皮:u 焊条型号与焊件母材钢号的匹配:焊条型号与焊件母材钢号的匹配: Q235Q235(E43E43型焊条)型焊条) Q345Q345(E50E50型焊条)型焊条) Q390Q390和和Q420Q420(E55E55型焊条);型焊条);不同强度钢材焊接的焊条选择?不同强度钢材焊接的焊条选择?2 2、自动(半自动)埋弧焊:、自动(半自动)埋弧焊:u 特点:效率高,熔化深度大、质量好,塑性韧性好,特点:效

3、率高,熔化深度大、质量好,塑性韧性好,焊接变形小,热影响区范围小;焊接变形小,热影响区范围小;适用于长而直的焊缝适用于长而直的焊缝u 焊剂层:焊剂层:3 3、气体保护焊:、气体保护焊:u 原理同埋弧焊,只是改用利用原理同埋弧焊,只是改用利用CO2作为保护介质;作为保护介质;u 速度快,焊件熔深大、焊接质量好;速度快,焊件熔深大、焊接质量好;u 周围风速不能太大。周围风速不能太大。4 4、电阻焊、电阻焊:u 原理:利用电流通过焊件接触点表面的电阻产生的热量原理:利用电流通过焊件接触点表面的电阻产生的热量来熔化金属,再通过压力使其熔合。来熔化金属,再通过压力使其熔合。u 焊接厚度焊接厚度6mm6m

4、m时时,h hf f t t (1(12)mm2)mm。2 2、焊缝长度、焊缝长度 l lw wu 太短:太短:使焊缝起弧点和落弧点太近,使焊缝起弧点和落弧点太近,焊缝端部易坍塌;焊缝端部易坍塌; 不宜小于不宜小于8 8h hf f或或40 mm40 mm u 太长:太长:侧面角焊缝沿长度方向应力分布不均,两端大中侧面角焊缝沿长度方向应力分布不均,两端大中 间小,过长则可能使两端先破坏;间小,过长则可能使两端先破坏; 不宜大于60hf3 3、其他构造要求:、其他构造要求:P42-43P42-43wff3)( 32/22fxfxefyfyefzfze, , NAVAVAfxfy/2/2fyfx/

5、fz/2/2, fyfx/fz/2/2, 22w2ffxfyfzfyfx33/2/2/2/2f可得角焊缝计算的基本公式为可得角焊缝计算的基本公式为222wfxfyfxfyfzf2()3f仅有平行于焊缝长度方向的轴心力时仅有平行于焊缝长度方向的轴心力时wfewf/()Nhlf仅有一垂直于焊缝长度方向的轴心力时仅有一垂直于焊缝长度方向的轴心力时wfewff/()Nhlf同时有平行和垂直于焊缝长度方向的轴心力时同时有平行和垂直于焊缝长度方向的轴心力时22wffff/fwfewff/()Nhlfwfewf/()Nhlfwfewff/()Nhlf(二)受轴心力作用的拼接板连接(二)受轴心力作用的拼接板连

6、接1 1、仅侧面角焊缝、仅侧面角焊缝wffewNfhl wfewNfhl 强度验算:强度验算:承载力验算:承载力验算:算例算例1 1 如图所示两块板厚如图所示两块板厚t t14mm14mm的板采用上下两块盖板(板的板采用上下两块盖板(板厚厚t t8mm8mm)连接,钢材采用)连接,钢材采用Q235Q235,手工焊,焊条,手工焊,焊条E43E43,承,承受静态轴心力受静态轴心力N N500KN500KN,已知端缝长度为,已知端缝长度为Lw1Lw1400mm400mm,侧缝长度为侧缝长度为Lw2Lw2300mm300mm,根据下列情况设计焊缝:,根据下列情况设计焊缝:(1 1)仅有侧面角焊缝;)仅

7、有侧面角焊缝;(2 2)仅有正面角焊缝;)仅有正面角焊缝;解:解:根据构造要求焊角尺寸根据构造要求焊角尺寸 hf hf 1.2x81.2x8 t-(1t-(12)2)所以取所以取hf=6mmhf=6mm1.514(1 1)仅有侧面角焊缝;)仅有侧面角焊缝;few3w2f50010103160 N/mm0.76430026Nhlf (二)受轴心力作用的拼接板连接(二)受轴心力作用的拼接板连接2 2、仅正面角焊缝、仅正面角焊缝wfffewNfhl wfewfNfhl 强度验算:强度验算:承载力验算:承载力验算:算例算例1 1 如图所示两块板厚如图所示两块板厚t t14mm14mm的板采用上下两块盖

8、板(板的板采用上下两块盖板(板厚厚t t8mm8mm)连接,钢材采用)连接,钢材采用Q235Q235,手工焊,焊条,手工焊,焊条E43E43,承,承受静态轴心力受静态轴心力N N500KN500KN,已知端缝长度为,已知端缝长度为Lw1Lw1400mm400mm,侧缝长度为侧缝长度为Lw2Lw2300mm300mm,根据下列情况设计焊缝:,根据下列情况设计焊缝:(1 1)仅有侧面角焊缝;)仅有侧面角焊缝;(2 2)仅有正面角焊缝;)仅有正面角焊缝;解:解:根据构造要求焊角尺寸根据构造要求焊角尺寸 hf hf 1.2x81.2x8 t-(1t-(12)2)所以取所以取hf=6mmhf=6mm1.

9、514(2 2)仅有正面角焊缝;)仅有正面角焊缝;few3w2f500101531.22195 N/mm0.76240026Nhlf 3、三面围焊时:三面围焊时:先计算正面角焊缝受力先计算正面角焊缝受力N N1 1,剩余的,剩余的N N- -N N1 1由侧面角焊缝承担由侧面角焊缝承担。(一般采用连续焊接,即。(一般采用连续焊接,即hfhf相等)相等)1 1)正面角焊缝承担内力)正面角焊缝承担内力N1N1 :w1ffe1wNfhl 2 2)剩余的剩余的N-N1N-N1由侧面角焊缝由侧面角焊缝承担承担:w1ffew2NNfhl w1few2NNfhl (三)受轴心力作用的角钢连接(三)受轴心力作

10、用的角钢连接1 1、当用侧面角焊缝连接时、当用侧面角焊缝连接时: :两面侧焊两面侧焊肢背 N1=e2 N /(e1+e2)=K1 N 肢尖 N2=e1 N /(e1+e2)=K2 N 肢背、肢尖焊缝强度验算肢背、肢尖焊缝强度验算w2f2few2Nfhl w1f1few1Nfhl 2 2、三面围焊时:、三面围焊时:先计算正面角焊缝受力先计算正面角焊缝受力N N3 3,剩余的,剩余的N N- -N N3 3由由侧面角焊缝承担。侧面角焊缝承担。 1)正面角焊缝承担的力正面角焊缝承担的力 N3 =0.7hflw3f ffw2)侧面角焊缝承担的力侧面角焊缝承担的力 肢背 N1 =e2 N /(e1+e2

11、)N3 /2=K1 NN3 /2 肢尖 N2 =e1 N /(e1+e2)N3 /2=K2NN3 /2 3 3)肢背、肢尖焊缝强度验算肢背、肢尖焊缝强度验算w2f2few2Nfhl w1f1few1Nfhl 算例算例2 2 如图所示某桁架腹杆采用角钢如图所示某桁架腹杆采用角钢2L140X102L140X10,用角焊缝三面,用角焊缝三面围焊与节点板连接,钢材采用围焊与节点板连接,钢材采用Q235Q235,手工焊,焊条,手工焊,焊条E43E43,承受静态轴心力承受静态轴心力N N1170KN1170KN,已知焊角尺寸,已知焊角尺寸hfhf8mm8mm,肢,肢背焊缝长度背焊缝长度Lw1Lw1400m

12、m400mm,肢尖焊缝长度,肢尖焊缝长度Lw2Lw2250mm250mm,验,验算焊缝连接是否安全:算焊缝连接是否安全:1)正面角焊缝承担的力)正面角焊缝承担的力 N3 = 0.7hflw3f ffw 0.7x8x140 x2x1.22x160306kN2)肢背受力:)肢背受力:3) 肢尖受力:肢尖受力:N1 =K1 NN3 /2 0.7x1170-306/2=666kN0.7x8x2x(400-8)x160=702kNN2 =K2NN3 /20.3x1170-306/2=198kN0.7x8x2x(250-8)x160=434kN(四)弯矩作用下的焊缝强度计算(四)弯矩作用下的焊缝强度计算w

13、fffwMfW1 1、确定焊缝有效截面;、确定焊缝有效截面;2 2、计算焊缝的有效截面模量;、计算焊缝的有效截面模量;3 3、计算弯曲正应力:、计算弯曲正应力:(五)弯矩、剪力和轴心力共同作用(五)弯矩、剪力和轴心力共同作用MVNAAAwewew; ; MVNWhlhlMN2V2wAAAff()()fMVNAAAwewew; ; MVNWhlhlMVNAAAwewew; ; MVNWhlhl算例算例3 3验算如图所示牛腿与钢柱连接角焊缝强度。钢材采用验算如图所示牛腿与钢柱连接角焊缝强度。钢材采用Q235Q235,手工焊,焊条,手工焊,焊条E43E43,N300KN,V200KN,e e100m

14、m100mm,已知焊角尺寸,已知焊角尺寸hfhf8mm8mm,焊缝长度,焊缝长度LwLw400mm400mm。3V2Aew200 1046.5N/mm0.78240028Vhl 剪力剪力V V产生产生弯矩弯矩M MVeVe产生产生3M2A2w200 1010076.6N/mm20.78400286VeW 轴力轴力N N产生产生3N2Aew300 1069.8N/mm0.78240028Nhl 2MN2V222wAAAff76.669.8()()46.5128.7 N/mm1.22f焊缝强度验算:焊缝强度验算:(六)扭矩作用下的焊缝(六)扭矩作用下的焊缝 基本假定基本假定 (1 1)被连接构件是

15、绝对刚)被连接构件是绝对刚性的,而焊缝则是弹性的;性的,而焊缝则是弹性的;(2 2)被连接板件绕角焊缝)被连接板件绕角焊缝有效截面形心有效截面形心o o旋转,角焊旋转,角焊缝上任一点的应力方向垂直缝上任一点的应力方向垂直于该点与形心于该点与形心o o的连线,应的连线,应力的大小与其距离力的大小与其距离r r的大小的大小成正比。成正比。 AAxy; T rJIIJAyTAxTrJTAxAyTrJu 基本步骤:基本步骤:(1 1)求解)求解J JIxIxIyIy; 焊缝形心求解;焊缝形心求解;(2 2)求解扭转应力)求解扭转应力(3 3)求解垂直于和平行于焊缝长度方向的应力分量:)求解垂直于和平行

16、于焊缝长度方向的应力分量:(4 4)代入角焊缝强度验算公式:)代入角焊缝强度验算公式:AAxy; T rJIIJAyTAxTrJTAxAyTrJ22wff/f (七)扭矩、剪力和轴心力共同作用(七)扭矩、剪力和轴心力共同作用yVNTTxAAAAewew; ; ; T rVNT rhlhlJJTV2TT2wAAAAff()()fu 角焊缝计算思路:角焊缝计算思路:1 1、根据荷载情况明确角焊缝参数,包括焊角尺寸、根据荷载情况明确角焊缝参数,包括焊角尺寸hfhf、焊缝、焊缝长度长度lwlw、截面模量、截面模量w w、惯性矩等;、惯性矩等;2 2、分别求解各种荷载工况下的截面应力;、分别求解各种荷载

17、工况下的截面应力;3 3、求解垂直于截面和平行于截面应力,应力合成,代入计、求解垂直于截面和平行于截面应力,应力合成,代入计算公式算公式22wffff/f算例算例4 4:p54p54,例,例3 35 5(二)焊透对接焊缝:(二)焊透对接焊缝:厚度与焊件相同,焊件截面(如果厚度与焊件相同,焊件截面(如果厚度不一则取薄板截面)厚度不一则取薄板截面)(1 1)轴心受力的对接焊缝)轴心受力的对接焊缝 N(lwt)fwt或fwc(2 2)受弯、受剪的对接焊缝计算)受弯、受剪的对接焊缝计算 最大应力值验算最大应力值验算max MWw fwt maxVS(Iwt) fwV焊缝为矩形截面焊缝为矩形截面wffw

18、tzsf1 . 132B2B焊缝为工字形截面焊缝为工字形截面 折算应力验算折算应力验算 考虑到最大折算应力只发生在局部个别点,所以将强度考虑到最大折算应力只发生在局部个别点,所以将强度设计值适当提高设计值适当提高1010。-320 x20320 x20-320 x20320 x20-1160 x101160 x10算例算例5 5如图所示焊接工字形梁仅在腹板上设一道对接拼接焊缝,如图所示焊接工字形梁仅在腹板上设一道对接拼接焊缝,钢材采用钢材采用Q345Q345,手工焊,焊条,手工焊,焊条E50E50,拼接处弯矩,拼接处弯矩M M2600kNm2600kNm,剪力,剪力V V244kN244kN,

19、设置引弧板,质量等级三级,设置引弧板,质量等级三级,试验算强度。试验算强度。验算内容:验算内容:(1 1)最大应力验算)最大应力验算(2 2)折算应力验算)折算应力验算(1 1)焊缝所处截面的惯性矩:)焊缝所处截面的惯性矩:上翼缘对上翼缘对x x轴的面积矩:轴的面积矩:上半截面对上半截面对x x轴轴的面积矩:的面积矩:3344320 1200310 1160/12575685 10 xImm31320201160/2103776000Smm337760001160/2 10 1160/45458000Smm621max2600 101160/2262265/5756850000wtxMyfN

20、mmI32max244 10545800023.1180/5756850000 10wvxVSfN mmI t(2 2)焊缝最大应力验算:)焊缝最大应力验算:(2 2)折算应力验算:腹板与上翼缘交界点)折算应力验算:腹板与上翼缘交界点折算应力:折算应力:321244 10377600016180/5756850000 10wvxVSfN mmI t222221232623 16263.5/1.11.1 265291.5/rwtN mmfN mm 纵向焊接应力纵向焊接应力 横向横向焊接应力焊接应力 (1 1)纵向收缩()纵向收缩(2 2)施焊先后不同:)施焊先后不同:后冷却的受拉后冷却的受拉 厚

21、度方向的厚度方向的焊接应力焊接应力(1 1)中间受拉,四周受压应力状态;)中间受拉,四周受压应力状态;(2 2)中间厚板焊缝三向受拉,降低塑性)中间厚板焊缝三向受拉,降低塑性; 对结构静力强度的影响:对结构静力强度的影响:承载力没有影响承载力没有影响 对结构刚度的影响:对结构刚度的影响:塑性部分没法提供刚度,刚度降低塑性部分没法提供刚度,刚度降低 对对低温冷脆低温冷脆的影响:的影响:两向或者三向应力,变脆两向或者三向应力,变脆 对疲劳强度的影响:对疲劳强度的影响:降低疲劳强度或允许应力幅降低疲劳强度或允许应力幅 残余变形形式残余变形形式 焊接位置要合理,布置应尽量对称于截面重心焊接位置要合理,

22、布置应尽量对称于截面重心 焊缝尺寸(焊脚和焊缝长度)要适当,采用细长焊缝焊缝尺寸(焊脚和焊缝长度)要适当,采用细长焊缝 焊缝不宜过分集中(图焊缝不宜过分集中(图a a):过大的焊接应力):过大的焊接应力 应尽量避免三向焊缝交叉(图应尽量避免三向焊缝交叉(图b b) 焊条易达到(图焊条易达到(图d d),避免仰焊),避免仰焊2 2、合理的工艺措施、合理的工艺措施 采取合理的施焊次序采取合理的施焊次序 施焊前加相反的预变形(图施焊前加相反的预变形(图a a、b b) 焊前预热,焊后回火(图焊前预热,焊后回火(图c c) 排列方式:排列方式: 并列:简单整齐并列:简单整齐 错列:紧凑错列:紧凑 排列

23、要求排列要求u 受力要求:钢板端部剪断,端距不应小于受力要求:钢板端部剪断,端距不应小于2 2d d0 0; 受拉时,栓距和线距不应过小;受拉时,栓距和线距不应过小; 受压时,沿作用力方向的栓距不宜过大;受压时,沿作用力方向的栓距不宜过大;u 构造要求:边距和中距不宜过大,否则接触面不紧密,构造要求:边距和中距不宜过大,否则接触面不紧密,潮气入侵造成锈蚀;潮气入侵造成锈蚀;u 施工要求:有一定的施工空间,便于转动扳手拧紧螺帽。施工要求:有一定的施工空间,便于转动扳手拧紧螺帽。 孔、螺栓图例孔、螺栓图例 传力方式:传力方式:抗剪螺栓:抗剪螺栓:螺栓杆抗剪和螺螺栓杆抗剪和螺栓杆对孔壁承压传递剪力;

24、栓杆对孔壁承压传递剪力;抗拉螺栓:抗拉螺栓:螺栓杆承受沿杆螺栓杆承受沿杆长方向的拉力;长方向的拉力;同时同时抗剪、抗拉螺栓抗剪、抗拉螺栓:一、抗剪螺栓一、抗剪螺栓工作性能:工作性能:克服界面摩擦力,螺杆承压(剪切和弯曲),塑性破坏克服界面摩擦力,螺杆承压(剪切和弯曲),塑性破坏1 1、破坏形式:、破坏形式:螺栓杆剪断;孔壁压坏;板被拉断;板端被螺栓杆剪断;孔壁压坏;板被拉断;板端被剪断;螺栓杆弯曲剪断;螺栓杆弯曲 2 2、 一个抗剪螺栓的设计承载力计算一个抗剪螺栓的设计承载力计算u 抗剪承载力设计值抗剪承载力设计值: bvvbvfdnN42u 承压承载力设计值:承压承载力设计值: bcbcft

25、dN(a) 单剪单剪 (b) 双剪双剪 (c) 四剪面四剪面bmin/nNN1 1)轴心力作用下的抗剪计算)轴心力作用下的抗剪计算 螺栓强度螺栓强度bmin/NnN 板件净截面强度板件净截面强度 n/NAf 净截面面积净截面面积A An n(1 1)并列)并列N1=N; N2 =N(n1/n) N ;N3 = N (n1+n2)/n N 对被连接板:对被连接板:An=t (bn1d0)对拼接板:对拼接板: An =2t1 (bn3d0)(2 2)错列)错列: :22n4212202(1)Ateneen d算例算例6 6如图所示某钢板的搭接连接,板件厚如图所示某钢板的搭接连接,板件厚t t16m

26、m16mm,宽,宽b b240mm240mm,拼接板,拼接板t1t17mm7mm,采用,采用C C级螺栓级螺栓M22M22,孔径,孔径d0d023.5mm23.5mm,承受轴心力,承受轴心力N N500kN500kN,钢材采用,钢材采用Q235Q235,试设计,试设计该连接。该连接。抗剪承载力设计值:抗剪承载力设计值:224222140106.44bbvvvdNnfkN承压承载力设计值:承压承载力设计值:22 1430593.9bbccNdtfkN bminmin(,)93.9bbvcNNNkN板件净截面强度板件净截面强度: 32n250010/210/14240323.5215/NANmmf

27、Nmmbmin/500 /93.95.3nNN2 2)扭矩作用下的抗剪计算)扭矩作用下的抗剪计算 基本假定基本假定 被连接构件是绝被连接构件是绝对刚性的,而螺栓则对刚性的,而螺栓则是弹性的;是弹性的; 各螺栓绕螺栓群形心各螺栓绕螺栓群形心o旋转,其受力大小与其至螺旋转,其受力大小与其至螺栓群形心栓群形心o的距离的距离r成正比,力的方向与其至螺栓群形成正比,力的方向与其至螺栓群形心的连线相垂直。心的连线相垂直。TTT1122nnTN rN rN r 平衡条件:平衡条件: 根据螺栓受力大小与其至形心根据螺栓受力大小与其至形心o的距离的距离r成正比条件成正比条件 TTT12n12nNNNrrr 则则

28、 TTn22221112n111()iiNNTrrrrrr 或或 T111222iiiTrTrNrxyT11x22iiTyNxyT11y22iiTxNxybvTNN1验算验算 3 3)螺栓群在扭矩、剪力和轴心力作用下的抗剪计算)螺栓群在扭矩、剪力和轴心力作用下的抗剪计算在扭矩在扭矩T作用下,作用下,螺栓螺栓1 受力为受力为 在剪力在剪力V和轴力和轴力N作用下,作用下,螺栓均匀受力:螺栓均匀受力: V1y/NVnN1x/NNn则螺栓则螺栓1受的最大剪力受的最大剪力N1应满足:应满足: NT2VT2b11x1x1y1ymin()()NNNNNN例题例题7 p74 7 p74 例题例题3 39 9二

29、、抗拉螺栓连接二、抗拉螺栓连接1 1、受力性能:、受力性能:btebtebtfAfdN42撬力现象:撬力现象:有效面积:有效面积:eA0.8btff2、螺栓群在轴心力作用下的抗拉计算、螺栓群在轴心力作用下的抗拉计算bt/nNN/NbttNNnN或者或者3、螺栓群在弯矩作用下的抗拉计算、螺栓群在弯矩作用下的抗拉计算 假定:假定:中和轴在最下排螺栓处中和轴在最下排螺栓处 Mb11t2iMyNNmyMMM1122/nnNyNyNy则则 MMM1122()nnMm NyNyNyb1maxt2iNMyNNnmy4min20iNMyNnmy4422iiNMyNeynmymy24/imynye112btiN

30、eyNNmy24/imynyeb1maxt2iNMyNNnmy112btiNeyNNNmynbtebtebtfAfdN42例题例题8 8:如图所示某一屋架节点,如图所示某一屋架节点,C C级螺栓,级螺栓,M20M20,5 5排螺栓,排螺栓,间距为间距为100mm100mm,Q235BFQ235BF钢,偏心力钢,偏心力P P200kN200kN,偏心距,偏心距e e80mm80mm,验算连接;,验算连接;2422/2(10022002)1008010200imynymmemm331max252001020010802003641.610210iNMyNkNnmy41.6bbtetNA fkN三、

31、螺栓群同时受剪力和拉力的计算三、螺栓群同时受剪力和拉力的计算v/NVn螺栓不发生拉剪破坏:螺栓不发生拉剪破坏: 22vtbbvt()()1NNNN板不发生承压破坏:板不发生承压破坏: bvcNN(1 1)支托仅起安装作用:)支托仅起安装作用: 螺栓群受力为螺栓群受力为M M= =VeVe和剪力和剪力V V,则,则M2t11/()iNNMymy例题例题9 9:P80P80,例题,例题3-123-12(2 2)支托承受剪力:)支托承受剪力: 螺栓群只承受弯矩螺栓群只承受弯矩M M= =VeVe作用,则作用,则M2bt11t/()iNNMymyN支托与柱翼缘的角焊缝验算:支托与柱翼缘的角焊缝验算:

32、wfewf/()Vhlf 为考虑剪力为考虑剪力V偏心对角焊缝的影响,取偏心对角焊缝的影响,取1.251.351、高强螺栓连接的预拉力、高强螺栓连接的预拉力 施加方法:施加方法:扭矩法、转角法(大六角头型)、扭剪法(扭矩法、转角法(大六角头型)、扭剪法(扭剪扭剪型型) 预拉力设计值:预拉力设计值:高强度螺栓预拉力设计值按材料抗拉强度和螺高强度螺栓预拉力设计值按材料抗拉强度和螺栓有效截面积确定,取值时考虑:栓有效截面积确定,取值时考虑:螺栓材质的不均匀性,引入折减系数0.9;施加预应力时为补偿预拉力损失超张拉5%10%,引入折减系数0.9;在扭紧螺栓时,扭矩使螺栓产生的剪力将降低螺栓的抗拉承载力,

33、引入折减系数1/1.2;钢材由于以抗拉强度为准,引入附加安全系数0.9。ueue0.90.90.9/1.20.608PfAf A2、高强螺栓连接摩擦面抗滑移系数、高强螺栓连接摩擦面抗滑移系数 滑移系数与处理方法和构件的钢号有关滑移系数与处理方法和构件的钢号有关,P83表3-10:1 1、受剪计算、受剪计算 bvf0.9NnP 抗剪承载力抗剪承载力bVNNn 构件净截面强度构件净截面强度:需考虑孔前传力的影响(占螺栓传力的50%)fANnnANn1n,5.01)(2 2、受拉计算、受拉计算 抗拉承载力:抗拉承载力: 轴心受拉:轴心受拉:bt/ 0.8nNNNPbt0.8NPM211/()0.8i

34、NMymyP 弯矩作用时:弯矩作用时:板不被拉开,板面始终受压,中和板不被拉开,板面始终受压,中和轴在螺栓群形心处(小偏心);轴在螺栓群形心处(小偏心);u 由于外拉力的作用,板件间的挤压力降低;由于外拉力的作用,板件间的挤压力降低;u 抗滑移系数随板件间的挤压力的减小而降低,抗剪抗滑移系数随板件间的挤压力的减小而降低,抗剪承载力也随之减少。承载力也随之减少。 vtbbvt1NNNNvt0.91.25bvfNNnPN 破坏状态同普通螺栓,极限承载力由杆身抗剪和孔壁破坏状态同普通螺栓,极限承载力由杆身抗剪和孔壁承压决定,摩擦力只起延缓滑动作用,计算方法和普通承压决定,摩擦力只起延缓滑动作用,计算

35、方法和普通螺栓相同;螺栓相同;(1) (1) 采用承压型高强螺栓设计值采用承压型高强螺栓设计值(2) (2) 当剪切面在螺纹处时,公式中当剪切面在螺纹处时,公式中d d 改用有效直径改用有效直径d de e1 1、抗剪计算、抗剪计算 bvvbvfdnN42bcbcftdNbvvbvfdnN42bcbcftdN2 2、抗拉计算:同普通螺栓、抗拉计算:同普通螺栓 3 3、同时受剪和受拉计算:同普通螺栓、同时受剪和受拉计算:同普通螺栓 22vtbbvt()()1NNNNbvc/1.2NNbtebtebtfAfdN42算例算例1010 如图所示某钢板采用高强度螺栓的搭接连接,板件厚如图所示某钢板采用高

36、强度螺栓的搭接连接,板件厚t t16mm16mm,宽,宽b b240mm240mm,拼接板,拼接板t1t18mm8mm,孔径,孔径d0d021.5mm21.5mm,承,承受轴心力受轴心力N N600kN600kN,钢材采用,钢材采用Q235Q235,8.88.8级级M20M20螺栓,摩擦螺栓,摩擦面为喷砂后生赤锈,试分别按摩擦型和承压型设计该连接。面为喷砂后生赤锈,试分别按摩擦型和承压型设计该连接。(1 1)摩擦型)摩擦型查表查表bvf0.90.920.45125101.3NnPkN125,0.45P螺栓数螺栓数 取取n n6 6600 /101.35.92n ,31nn3600 1010.5

37、10.51606(240321.5) 16nNNfAnA ()()净截面强度验算:净截面强度验算:(2 2)承压型)承压型螺栓数螺栓数 因为是搭接,所以螺栓数目增加因为是搭接,所以螺栓数目增加1010,n n4.44.4,取,取n n6 6600 /150.43.99n 3n600 10213.7(240321.5) 16NfA 2220225015744bbvvvdNnfkNmin2016470150.4bbbccNdtfkNN 净截面强度验算:净截面强度验算:算例算例11 P87 11 P87 例题例题3-143-1422wffff/fminmin,bbbvcNNNbbtetNA f22vtbbvt()()1NNNN

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