普通螺栓連接方式及計算

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1、第三章?連接返回?§3-5　普通螺栓的構(gòu)造和計算　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　3.5.1螺栓的排列和其他構(gòu)造要求一、螺栓的排列　　螺栓在構(gòu)件上排列應簡單、統(tǒng)一、整齊而緊湊，通常分為并列和錯列兩種形式（圖3.5.1）。并列比較簡單整齊，所用連接板尺寸小，但由于螺栓孔的存在，對構(gòu)件截面削弱較大。錯列可以減小螺栓孔對截面的削弱，但螺栓孔排列不如并列緊湊，連接板尺寸較大?！　÷菟ㄔ跇?gòu)件上的排列應滿足受力、構(gòu)造和施工要求：　　（1）受力要求：在受力方向螺栓的端距過小時，鋼材有剪斷或撕裂的可能。各排螺栓距和線距太小時，構(gòu)件有沿折線或直線破壞的可能。對受

2、壓構(gòu)件，當沿作用方向螺栓距過大時，被連板間易發(fā)生鼓曲和張口現(xiàn)象。　?。?）構(gòu)造要求：螺栓的中矩及邊距不宜過大，否則鋼板間不能緊密貼合，潮氣侵入縫隙使鋼材銹蝕?！　。?）施工要求：要保證一定的空間，便于轉(zhuǎn)動螺栓板手擰緊螺帽。　　根據(jù)上述要求，規(guī)定了螺栓（或鉚釘）的最大、最小容許距離，見表3.5.1。螺栓沿型鋼長度方向上排列的間距，除應滿足表3.5.1的要求外，尚應滿足附錄10螺栓線距的要求。?二、螺栓的其他構(gòu)造要求　　螺栓連接除了滿足上述螺栓排列的容許距離外，根據(jù)不同情況尚應滿足下列構(gòu)造要求：　?。?）為了使連接可靠，每一桿件在節(jié)點上以及拼接接頭的一端，

3、永久性螺栓數(shù)不宜少于兩個。但根據(jù)實踐經(jīng)驗，對于組合構(gòu)件的綴條，其端部連接可采用一個螺栓?！　。?）對直接承受動力荷載的普通螺栓連接應采用雙螺帽或其他防止螺帽松動的有效措施。例如采用彈簧墊圈，或?qū)⒙菝被蚵輻U焊死等方法?！　。?）由于C級螺栓與孔壁有較大間隙，只宜用于沿其桿軸方向受拉的連接。承受靜力荷載結(jié)構(gòu)的次要連接、可拆卸結(jié)構(gòu)的連接和臨時固定構(gòu)件用的安裝連接中，也可用C級螺栓受剪。但在重要的連接中，例如：制動梁或吊車梁上翼緣與柱的連接，由于傳遞制動梁的水平支承反力，同時受到反復動力荷載作用，不得采用C級螺栓。柱間支撐與柱的連接，以及在柱間支撐處吊車梁下翼

4、緣的連接，因承受著反復的水平制動力和卡軌力，應優(yōu)先采用高強度螺栓?！　。?）沿桿軸方向受拉的螺栓連接中的端板（法蘭板），應適當加強其剛度（如加設(shè)加勁肋），以減少撬力對螺栓抗拉承載力的不利影響。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　3.5.2普通螺栓的受剪連接　　普通螺栓連接按受力情況可分為三類：螺栓只承受剪力；螺栓只承受拉力；螺栓承受拉力和剪力的共同作用。下面先介紹螺栓受剪時的工作性能和計算方法。一、受剪連接的工作性能　　抗剪連接是最常見的螺栓連接。如果以圖3.5.2（a）所示的螺栓連接試件作抗剪試驗，可得出試件上a、b兩點之間的相對位移δ與作用力

5、N的關(guān)系曲線（圖3.5.2b）。該曲線給出了試件由零載一直加載至連接破壞的全過程，經(jīng)歷了以下四個階段：　?。?）摩擦傳力的彈性階段??在施加荷載之初，荷載較小，荷載靠構(gòu)件間接觸面的摩擦力傳遞，螺栓桿與孔壁之間的間隙保持不變，連接工作處于彈性階段，在N-δ圖上呈現(xiàn)出0，1斜直線段。但由于板件間摩擦力的大小取決于擰緊螺帽時在螺桿中的初始拉力，一般說來，普通螺栓的初拉力很小，故此階段很短?！　。?）滑移階段??當荷載增大，連接中的剪力達到構(gòu)件間摩擦力的最大值，板件間產(chǎn)生相對滑移，其最大滑移量為螺栓桿與孔壁之間的間隙，直至螺栓與孔壁接觸，相應于N-δ曲線上的1

6、，2水平段?！　。?）栓桿傳力的彈性階段??荷載繼續(xù)增加，連接所承受的外力主要靠栓桿與孔壁接觸傳遞。栓桿除主要受剪力外，還有彎矩和軸向拉力，而孔壁則受到擠壓。由于栓桿的伸長受到螺帽的約束，增大了板件間的壓緊力，使板件間的摩擦力也隨之增大，所以N-δ曲線呈上升狀態(tài)。達到“3”點時，曲線開始明顯彎曲，表明螺栓或連接板達到彈性極限，此階段結(jié)束?！　∈芗袈菟ㄟB接達到極限承載力時，可能的破壞形式有：①當栓桿直徑較小，板件較厚時，栓桿可能先被剪斷（圖3.5.3a）；②當栓桿直徑較大，板件較薄時，板件可能先被擠壞（圖3.5.3b），由于栓桿和板件的擠壓是相對的，故也

7、可把這種破壞叫做螺栓承壓破壞；③端距太小，端距范圍內(nèi)的板件有可能被栓桿沖剪破壞（圖3.5.3c）；④板件可能因螺栓孔削弱太多而被拉斷（圖3.5.3d）?！　∩鲜龅冖鄯N破壞形式由螺栓端距l(xiāng)1≥2d。表保證；第④種破壞屬于構(gòu)件的強度驗算。因此，普通螺栓的受剪連接只考慮①、②兩種破壞形式。二、單個普通螺栓的受剪計算　　普通螺栓的受剪承載力主要由栓桿受剪和孔壁承壓兩種破壞模式控制，因此應分別計算，取其小值進行設(shè)計。計算時做了如下假定：①栓桿受剪計算時，假定螺栓受剪面上的剪應力是均勻分布的；②孔壁承壓計算時，假定擠壓力沿栓桿直徑平面（實際上是相應于栓桿直徑平面的

8、孔壁部分）均勻分布。考慮一定的抗力分項系數(shù)后，得到普通螺栓受剪連接中，每個螺栓的受剪和承壓承載