强度与连接件设计.
装配式建筑施工中的强度与刚度设计要求
装配式建筑施工中的强度与刚度设计要求随着现代科技的不断进步，装配式建筑逐渐成为一种新兴的建筑形式。
它通过预制构件的标准化制造和工厂化加工，实现了高效、快速、环保的施工方式。
在装配式建筑施工过程中，强度与刚度是需要特别考虑和设计的关键因素。
本文将介绍装配式建筑施工中强度与刚度设计的要求。
一、强度设计要求1. 结构荷载计算：在装配式建筑的结构设计中，需要准确计算荷载，并按照国家相关标准进行验算。
这些荷载包括垂直荷载（如自重、活支荷载等）、水平荷载（如风荷载、地震作用等）和临时荷载（如施工期间产生的负荷等）。
各类荷载都应根据具体情况进行准确计算，以确保结构具有足够的安全性能。
2. 材料选择与验收：装配式建筑所使用的材料应符合国家相关标准，并经过严格的验收程序。
例如，钢结构部件应检测其材料的强度、焊接质量等。
混凝土构件应满足相应的抗压和抗拉强度要求。
只有选用符合规定的材料并经过严格检测，才能保证结构的强度。
3. 连接件设计：装配式建筑通过连接件将构件与构件之间进行连接，因此连接件的设计尤为重要。
连接件需要能够承受荷载，并具有良好的刚度和稳定性。
常见的连接方式包括螺栓连接、焊接连接和粘接等，其设计应符合相关标准，并在施工过程中经过充分验收。
二、刚度设计要求1. 构件设计：装配式建筑的构件应具有足够的刚度，以保证整个结构在受力时不产生显著变形。
对于钢结构而言，通常采用高强度钢材制作构件，增加其刚性。
对于混凝土结构来说，则需考虑截面形状及加固措施等。
2. 结构稳定性：装配式建筑在施工过程中可能存在局部刚度不足导致整体结构稳定性问题。
对于大跨度和高层建筑，需进行结构稳定性的计算与分析，采取适当的加固措施，如设置剪力墙、增加框架刚度等，以提高整体结构的刚度。
3. 预制构件连接：装配式建筑通过预制构件进行组装，在连接过程中需要关注构件之间的刚性问题。
合理设计连接方式和连接件，确保连接牢固、刚性良好，并能承受荷载与变形。
螺栓连接强度校核与设计
受轴向载荷松螺栓连接强度校核与设计受轴向载荷松螺栓连接的基本形式如下图1所示：图1 受轴向载荷松螺栓连接受轴向载荷松螺栓连接强度校核与设计时，按下列公式进行计算：校核计算公式：设计计算公式：许用应力计算公式：式中：――轴向载荷，N；――螺栓小径，mm，查表获得；――螺栓屈服强度，MPa，由螺纹连接机械性能等级决定；――安全系数，取值范围：。
受横向载荷铰制孔螺栓连接强度校核与设计受横向载荷铰制孔螺栓连接的基本形式如图1所示：图1 受横向载荷铰制孔螺栓连接受横向载荷铰制孔螺栓连接的基本计算公式：按挤压强度校核计算：按抗剪强度校核计算：按挤压强度设计计算：按抗剪强度设计计算：式中：――受横向载荷，N；――受剪直径，（＝螺纹小径），mm，查表获得；――受挤压高度，取、中的较小值，mm；m――受剪面个数。
许用应力的计算公式分两组情况，如表1：表1 许用应力计算公式强度计算被连接件材料静载荷动载荷挤压强度钢铸铁抗剪强度钢和铸铁表中：为材料的屈服极限，由螺栓机械性能等级所决定。
受横向载荷紧螺栓连接强度校核与设计受横向载荷紧螺栓连接的基本形式如图1所示：图1 受横向载荷紧螺栓连接受横向载荷紧螺栓连接强度校核与设计的基本公式如下：（1）预紧力计算公式：（2）校核计算公式：（3）设计计算公式：（4）许用应力计算公式：式中：――横向载荷，N；――螺栓预紧力，N；――可靠性系数，取1.1~1.3；m――接合面数；f――接合面摩擦因数，根据不同材料而定。
钢对钢时，为0.15 左右；――螺纹小径，从表中获取；――螺栓屈服强度，MPa，由螺栓材料机械性能等级决定；――安全系数，按表1选用。
表1 预紧螺栓连接的安全系数材料种类静载荷动载荷M6~M16 M16~M30 M30~M60 M6~M16 M16~M30 M30~M60碳钢4~3 3~2 2~1.3 10~6.5 6.5 6.5~10 合金钢5~4 4~2.5 2.5 7.5~5 5 6~7.5受轴向载荷紧螺栓连接（静载荷）强度校核与设计受轴向载荷紧螺栓连接的基本形式如图1所示：图1 受轴向载荷紧螺栓连接受轴向载荷紧螺栓连接的基本公式：强度校核计算公式：螺栓设计计算公式：许用应力计算公式：总载荷计算公式：预紧力计算公式：残余预紧力计算公式：式中：――轴向载荷，N；――螺栓所受轴向总载荷，N；――残余预紧力，N；――螺栓小径，mm，查表获得；――残余预紧力系数，可按表1选取；――相对刚度，可按表2选取。
装配式建筑施工钢结构连接设计与施工要求
装配式建筑施工钢结构连接设计与施工要求一、引言随着现代建筑技术的发展，装配式建筑已成为一种越来越受欢迎的建筑形式。
在装配式建筑中，钢结构的连接设计与施工显得尤为重要。
本文将就装配式建筑施工钢结构连接设计与施工要求进行探讨，并提出相关建议。
二、连接设计要求1. 强度要求在装配式建筑中，钢结构连接需要具备足够的强度以承受各种静力和动力荷载。
因此，在连接设计过程中应根据实际负荷情况进行合理计算并选择适当型号和规格的螺栓、螺母等零部件。
2. 压紧要求装配式建筑钢结构的连接中，压紧是确保连接稳固的关键步骤。
通过适当调整紧固件张力，可以保证连接处没有松动或变形。
因此，在施工过程中必须确保对各个紧固点进行均匀而正确的压紧操作。
3. 耐久性要求由于装配式建筑往往需要长期使用，连接件的耐久性显得尤为重要。
在连接设计过程中应考虑材料的抗腐蚀能力、防锈涂层的选择以及一些特殊环境下所需的额外防护措施，以确保连接结构在使用寿命内能够保持稳定可靠的状态。
三、施工要求1. 合理安排工序在装配式建筑钢结构的连接施工过程中，应合理安排相关工序，并确保连接件按照正确顺序安装。
同时，还需要根据具体情况确定合适的施工方案和进度表，以便有效监控和控制整个施工过程。
2. 严格质量控制钢结构连接作为整个建筑物的关键部分，其质量必须得到高度重视。
在施工过程中，应严格按照相关标准和规范进行操作，并加强现场质量检查和监督。
如发现问题及时处理，并追究责任。
3. 安全施工钢结构连接的施工存在一定风险，在操作过程中应格外注意安全。
务必做好安全防护措施，如佩戴个人防护用品、加固临边防护等，保障施工人员的人身安全。
四、设计与施工建议1. 选择合适的连接方式根据具体项目要求和结构形式，选择适合的连接方式是至关重要的。
不同类型的装配式建筑可能需要采用不同的连接方法，如螺栓连接、焊接连接等。
应综合考虑结构特点和工艺条件进行选择。
2. 加强质量管理对于装配式建筑钢结构连接设计与施工来说，严格遵循相关规范和标准是保证质量的基础。
连接件强度计算
320M Pa，试校核铆接头的强度。（假定每个铆钉受力相等。）
F b F 解：受力分析如图
F s F bs F 4
t
F
F
1 2 3
F
d
F/4 1 2 3
t
剪应力和挤压应力的强度条件
Fs As F
d
2
110 10 3 . 14 16
3 2
136 . 8 MPa
例8-11 图示的销钉连接中，构件A通过安全销C将 力偶矩传递到构件B。已知荷载F=2kN，加力臂长 l=1.2m，构件B的直径D=65mm，销钉的极限切应力 u=200MPa。试求安全销所需的直径d。
l C B
O
A
F
解：取构件B和安全销为研 究对象，其受力为 由平衡条件
M 0, FS D M Fl
在局部面积上的受压称为挤压或承压。相当复杂 的问题。
工程上对螺栓连接的强度计算，均采用直接实验 为依据的实用计算。 1.
F
剪切的实用计算 剪切面: 螺栓将沿两侧外力之 间、与外力作用线平行的截面 m m m—m发生相对错动，这种变形 F 形式为剪切。m-m截面发生剪切 Fs 变形,称为剪切面 m m
3
F t (b d )
110 10
1 ( 85 16 )
159 . 4 MPa
综上，接头安全。
1 2 3
F F
t
F
d
t
F/4
1 2 3
例8-16 图示悬臂梁，有两块木板钉成T型截面，铁 钉的许用剪力[FS]=800N。求铁钉的间距。
1 .8 k N 200 50
各类焊缝连接的强度计算
各类焊缝连接的强度计算焊缝是一种将金属材料通过熔化和凝固来连接的工艺。
焊接连接的强度是判断焊缝质量的重要指标之一，也是确保焊接结构安全可靠的关键因素之一、下面将介绍不同类型焊缝连接的强度计算方法。
1.纵向接头焊缝强度计算方法纵向接头焊缝是指在连接件的纵向方向上进行焊接。
若焊缝的宽度为b，其强度计算方法如下所示：强度=焊缝截面积×焊缝的强度焊缝截面积=焊缝宽度×连接件的长度焊缝的强度可以通过实验得出，一般根据焊缝的类型和焊接材料的强度来确定。
2.横向接头焊缝强度计算方法横向接头焊缝是指在连接件的横向方向上进行焊接。
横向接头焊缝的强度计算方法与纵向接头焊缝类似，只是焊缝的宽度和连接件的长度需要根据具体情况来确定。
3.对接焊缝强度计算方法对接焊缝是将两个平行连接件通过焊接进行连接。
对接焊缝的强度计算方法一般采用连接件的孔边有效长度来进行计算。
孔边有效长度是指连接件孔边与焊缝的距离。
对于不同类型的对接焊缝，可以根据实验得到的结果或者理论计算的方法来确定焊缝的强度。
4.角接焊缝强度计算方法角接焊缝是将两个连接件按照一定的角度进行焊接。
角接焊缝的强度计算方法与对接焊缝类似，也是采用连接件的孔边有效长度来进行计算。
需要注意的是，上述计算方法是根据焊缝的形状和连接件的尺寸来确定的，对于具体的焊缝强度计算，还需要考虑材料的物理性质、焊接工艺参数等因素。
此外，还可以通过有限元分析等数值模拟方法来计算焊缝连接的强度。
这种方法可以更真实地模拟焊接过程和焊缝的行为，得到更准确的强度预测结果。
综上所述，焊缝连接的强度计算需要考虑多个因素，包括焊缝形状、连接件尺寸、焊接材料的强度、物理性质和焊接工艺参数等。
正确的强度计算方法可以确保焊接结构的安全性和可靠性。
机械连接件强度与可靠性的设计方法
机械连接件强度与可靠性的设计方法引言：机械连接件是工程设计中常用的一种重要元件，它们承担着传递力量和固定构件的重要任务。
在设计机械连接件时，强度和可靠性是两个关键考虑因素。
本文将介绍一些常用的机械连接件强度与可靠性的设计方法。
一、强度设计方法机械连接件的强度设计是确保其在工作过程中不会发生破坏或失效的重要环节。
以下是一些常用的强度设计方法：1. 材料强度计算：机械连接件的强度首先取决于所选用的材料。
设计师需要了解材料的力学性能，如抗拉强度、屈服强度和硬度等。
根据所选用的材料，可以计算出连接件的最大承载力。
2. 应力分析：连接件在工作过程中会受到各种应力的作用，如拉力、剪力和扭矩等。
通过对连接件进行应力分析，可以确定其各个部位的应力分布情况，从而判断是否会出现强度不足的情况。
3. 安全系数选择：为了确保连接件在工作过程中具有足够的强度储备，设计师通常会选择一个适当的安全系数。
安全系数是实际承载力与计算承载力之间的比值，一般取值在1.5到2之间。
二、可靠性设计方法除了强度设计外，机械连接件的可靠性也是设计中需要考虑的重要因素。
以下是一些常用的可靠性设计方法：1. 可靠性指标：可靠性指标是评估连接件可靠性的重要参数。
常见的可靠性指标有可靠指数和失效率等。
设计师可以根据实际需求选择适当的可靠性指标，并根据指标值进行设计。
2. 失效模式分析：通过对连接件的失效模式进行分析，可以找出可能导致连接件失效的主要因素。
常见的失效模式包括疲劳断裂、塑性变形和松动等。
设计师可以根据失效模式选择合适的设计方法，以提高连接件的可靠性。
3. 可靠性优化：在连接件设计过程中，可靠性优化是一个重要的环节。
通过优化设计参数，如材料选择、几何形状和表面处理等，可以提高连接件的可靠性。
同时，还可以通过使用可靠性分析软件进行优化设计。
结论：机械连接件的强度和可靠性是设计中需要重点考虑的因素。
通过合理选择材料、进行应力分析和选择适当的安全系数，可以确保连接件具有足够的强度。
飞机机身连接件的强度与可靠性评估方法
飞机机身连接件的强度与可靠性评估方法飞机作为一种复杂的机械设备，其机身连接件的强度与可靠性评估至关重要。
因为机身连接件直接影响着飞机的飞行安全和乘客的舒适度。
本文将介绍飞机机身连接件的强度与可靠性评估方法，以确保飞机在飞行过程中具备足够的强度和可靠性。
一、材料选用飞机机身连接件的强度与可靠性评估首先要考虑材料的选用。
优质的材料是保证机身连接件强度和可靠性的基础。
常用的飞机连接件材料包括高强度合金钢、铝合金、钛合金等。
选择材料时需要考虑其耐腐蚀性、抗疲劳性、承载能力等因素，以确保连接件在各种极端环境下都能够正常工作。
二、结构设计飞机机身连接件的结构设计也对其强度和可靠性有着重要影响。
合理的结构设计可以减小连接件的应力集中区域，提高其承载能力和抗疲劳性。
同时，在设计过程中要考虑到连接件的拆卸和安装便捷性，以方便检修和更换。
三、强度分析为了评估飞机机身连接件的强度，可以采用有限元分析等方法对其进行强度分析。
通过建立连接件的有限元模型，可以模拟出不同载荷下的应力分布和变形情况，进而评估其强度是否满足设计要求。
根据分析结果可以对连接件的设计进行调整和优化，以提高其强度和稳定性。
四、可靠性评估除了强度评估，飞机机身连接件的可靠性评估也是非常重要的。
可靠性评估可以通过可靠性增长模型、失效模式分析等方法来进行。
通过统计数据和工程经验，可以评估连接件在特定使用条件下的寿命和失效概率，从而制定合理的维护计划和检修周期，确保连接件的可靠性达到要求。
五、质量控制最后，在生产和使用过程中的质量控制也是保证飞机机身连接件强度和可靠性的重要环节。
要严格按照设计要求和工艺流程生产连接件，并进行严格的质量检查和控制。
在使用过程中要定期进行检查和维护保养，及时发现并处理潜在问题，确保连接件始终处于良好的工作状态。
综上所述，飞机机身连接件的强度与可靠性评估是保证飞机飞行安全的重要环节。
通过优质材料的选用、合理的结构设计、强度分析、可靠性评估和质量控制，可以有效地确保连接件具备足够的强度和可靠性，为飞机的飞行安全提供保障。
钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程
钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程JGJ82-91主编单位：湖北省建筑工程总公司批准部门：中华人民共和国建设部施行日期：1992年11月1日关于发布行业标准《钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程》的通知建标〔1992〕231号各省、自治区、直辖市建委（建设厅），计划单列市建委，国务院有关部、委：根据原国家建工总局（82）建工科字第14号文的要求，由湖北省建筑工程总公司主编的《钢结构高强度螺栓连接设计、施工及验收规程》，业经审查，现批准为行业标准，编号JGJ82-91，自一九九二年十一月一日起施行。
本标准由建设部建筑工程标准技术归口单位中国建筑科学研究院归口管理，其具体解释等工作由湖北省建筑工程总公司负责。
本标准由建设部标准定额研究所组织出版。
中华人民共和国建设部一九九二年四月十六日主要符号作用和作用效应F——集中荷载；M——弯矩；N——轴心力；P——高强度螺栓的预拉力；V——剪力。
计算指标——每个高强度螺栓的受拉、受剪和承压承载力设计值；f——钢材的抗拉、抗压和抗弯强度设计值；2——高强度螺栓的抗拉、抗剪和承压强度设计值；σ——正应力。
几何参数A——毛截面面积；An——净截面面积；I——毛截面惯性矩；S——毛截面面积矩；α——间距；D——直径；D0——孔径；L——长度；Lz——集中荷载在腹板计算高度边缘上的假定分布长度。
计算系数及其它n——高强度螺栓的数目；n1——所计算截面上高强度螺栓的数目；nf——高强度螺栓传力摩擦面数目；μ——高强度螺栓摩擦面的抗滑移系数；Ψ——集中荷载的增大系数。
第一章总则第1.0.1条为使在钢结构工程中，高强度螺栓连接的设计、施工做到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量，制定本规程。
第1.0.2条本规程适用于工业与民用建筑钢结构工程中高强度螺栓连接的设计、施工与验收。
第1.0.3条高强度螺栓连接的设计、施工及验收，除按本规程的规定执行外，尚应符合《钢结构设计规范》（GBJ17）、《冷弯薄壁型钢结构技术规范》（GBJ18）及《钢结构工程施工及验收规范》（GBJ205）的有关规定。
连接件的强度计算
故铆钉连接满足剪切强度要求。
图6-22
② 校核铆钉或钢板的挤压强度。 每个铆钉受到的挤压力为
FC
F 2
52 2
26 kN
挤压面积为
AC d 1610 160 m m2
C
FC AC
26 103 160
162.5 MPa C 320 MPa
故铆钉连接满足挤压强度要求。
3
所以，此连接能承受的最大荷载 F = 314 kN。
图6-24
建筑力学
建筑力学
连接件的强度计算
1.1 剪切与挤压的概念
在工程实际中，机械和结构大都由许多零件或构件连接而成。连接的形式 有铆接、焊接、键连接、销钉连接等。其中，起连接作用的构件称为连接件，如 用来连接钢板的螺栓或铆钉、用来作为连接零件的销轴、用来连接轴和轮子的键 等，如图6-19 所示。
图6-19
这些连接件的受力特点是：作用在构件两侧面上外力合力的大小相等、方向 相反、作用线平行，与轴线垂直且相距很近，如图6-20a 所示；变形特点是：介于 作用力中间部分的截面，有发生相对错动的趋势。构件的这种变形称为剪切变形； 发生相对错动的截面称为剪切面，剪切面平行于作用力的方向，如图6-20b 所示， m‒m 截面为剪切面。F Βιβλιοθήκη 2dt270F
2 25 16 106
120 106
F 120 106 270 2 25 16 106 422.4 kN
(b) 根据Ⅱ‒Ⅱ截面计算，其受力如图6-24e 所示。
FN 2 A2
6F 8
b 4d t
3F 4
270 4 25 16 106
120 106
F 120 106 270 4 2516 106 4 435.2 kN
螺栓组连接强度设计
用4.6级的Q235螺柱，拧紧时控制预紧力,取1.5 ，于是（P86表5-8、P87表5-10）
[] sS 24 1 .5 0 1M 6a 0P
由强度条件得：
d1 4 1 [ .3]F 2 5.21 164 00 .26 17.2 0m 72m
查手册，取M16 （其d1=13.835>计算值12.07）。
K sT
z
f ri
i1
ca 1 d .3 1 2 F 0 /4 或d 14 1 .3 F 0 d
2）铰制孔用螺栓连接
变形量越大，则所受工作剪力越大
Fi Fmax ri rmax
Fi
Fmax rmax
ri
ri rm ax Fmax
Fi
力矩T 平 F 1r1衡 F 2r2 ： F zrz
即T ： F rm ma a(x r x 12r2 2rz2)
受力最大力 螺F ： m 栓 axL1 2 的 M L2 2 工 L m ax L 作 2 zM 拉 zL L m 2 i ax
受力最大螺栓 ：F的 2F总 0C 拉 bC bC 力 mFmax i1
ca 1 d .3 1 2 F /2 4 或d 14 1 .3 F 2 d
校核接合面的强度计算： 底板受力分析 受翻转力矩前，接合面挤压应力分布图 F0
五、采用合理的制造工艺方法： 1）冷墩头部、滚压螺纹 2）氮化、氰化、喷丸等处理。
谢谢
F2 m
B1
F
C1
F2
F1
小结： 1.在实际工作中，螺栓所受的工作载荷往往是以上四中
简单形式的不同组合，但不论受力多复杂，都可以将 复杂状态简化成以上四中简单的受力状况，先分别求 螺栓的工作载荷，然后向量迭加，就可求出螺栓所受 的总工作载荷；
5.3 组合结构桥梁连接件的布置方法、受力及强度计算示例
《全过程桥梁设计》同济大学土木工程学院桥梁工程系
组合梁中钢与混凝土间连接处剪力计算
混凝土桥面板中预应力、收缩、温度效应等作用产生的单位长度纵桥向剪力Vsm
在梁跨中间： 在梁端部：
《全过程桥梁设计》同济大学土木工程学院桥梁工程系
开孔板连接件的基本构造要求
开孔板连接件应符合以下构造要求 1、 当开孔板连接件多列布置时，其横向间距不宜小于开孔钢板高度的3 倍。 2、 开孔板连接件的钢板厚度不宜小于12mm。 3、 开孔板孔径不宜小于贯通钢筋与最大骨料粒径之和。 4、 开孔板连接件的贯通钢筋直径不宜小于12mm，应采用螺纹钢筋。 5、 圆孔最小中心间距应符合以下规定：
在组合梁中使得钢与混凝土连接处产生剪力的荷载主要有：恒载、活载、预应力、混凝土收缩、混凝土板与钢 梁间的温度效应等。
组合梁在桥梁整体作用(恒载、活载)产生的单位长度纵桥向水平剪力Vld
式中： V d——外荷载在梁上产生剪力； S——截面上混凝土的静矩； Iun ——不考虑混凝土开裂的组合截面惯矩。
组合结构桥梁的连接件形式
目前在组合结构特别是钢混结合段中有使用开孔板（或称PBL）连接件，这种连接件早期仅依靠开孔板孔洞中 混凝土形成的榫抵抗钢与混凝土之间的剪力，后来发现在孔洞中放置贯穿钢筋能够大大提高连接件的抗剪承载 力。
常规设置的开孔板连接件单孔承载力较大，能够避免焊钉的疲劳问题，但是开孔板使得混凝土产生分离，在组 合梁中有少量应用，但在钢混结合段中有大量的应用。
开孔板连接件的单孔抗剪承载力设计值应按下式进行计算
式中： d p——开孔板的圆孔直径(mm)； ds——贯通钢筋直径(mm)； f cd ——混凝土轴心抗压强度设计值MPa）； fsd——贯通钢筋抗拉强度设计值（MPa）。
工程力学课件(华中科技大学)
∆ δS δL
FNL FNS
10
3)力与变形的关系 由线弹性关系有： ) 由线弹性关系有： F F δS=FNSL/ESAS, δL=FNLL/ELAL, 注意到(1)式，由(2)、(3)式有： 注意到 式 、 式有： 式有 FL(1/ESAS+1/ELAL)=∆=0.25mm ∆ 单位系， 用(N、mm、MPa)单位系，可解得： 、 、 单位系 可解得： F=21236 (N)=21.2 (kN)
W +
G
FN
∫
x 0
ห้องสมุดไป่ตู้
γπ r x2 dx = σ 0 π r x2
12
γπr γπ x2=2σ0πrxdrx/dx σ
上式即为： 上式即为： dx=(2σ0/γrx)drx σ γ 积分， 从x=0, rx=r0；到x=x, rx=rx积分， 得到： 得到： 2σ 0 rx
x=
W
r0 rx
o x h
危险截面：
工作应力σ 工作应力σ大、许用应力[σ]小的截面。 许用应力[ 小的截面。 截面 危险截面满足强度条件。 处处满足强度条件 危险截面满足强度条件。 段为钢制， 和 如：杆AB段为钢制，BC和 段为钢制 CD为铜制。轴力如图。 为铜制。 为铜制 轴力如图。 AB段：轴力最大，σAB大； 段 轴力最大，
例6.4 试设计顶端承重W的等强度圆柱。 r0 试设计顶端承重W的等强度圆柱。 等强度设计：构件各截面应力相等。 等强度设计：构件各截面应力相等。 解：在x=0处，截面半径为 0, 压应力为 处 截面半径为r W=σ0πr02. σ0=W/πr02. 或 π σ 距顶端x 半径为r 截面内力为： 距顶端x处，半径为rx, 截面内力为：
单个螺栓连接设计、强度计算
三、紧螺栓连接 2、受轴向工作载荷时：
静强度条件： ca 1.3
1.3F2 [ ] 2 d1 / 4 MPa
注意：对于普通螺栓连接，无论连接是受横向工作载荷 还是轴向工作载荷，螺栓本身总是受拉力作用。 紧螺栓联接在轴向力作用下应能保证被联接件的结合面不 出现缝隙，即参与预紧力应大于零F1 >0 。当工作载荷F稳定 时，取 1）无特殊要求时 F1 =（0.2~0.6) F 2）变载作用时 F1 =（0.6~1.0) F
定数目
力分析
设计尺寸
5-5 螺栓组连接设计与受力分析
ห้องสมุดไป่ตู้
一、结构设计原则
1、连接接合面的几何形 状通常都设计成轴对称 的简单几何形状，如圆 形、环形、矩形、框形 、三角形等。这样不但 便于加工制造，而且便 于对称布置螺栓，使螺 栓组的对称中心和连接 接合面的形心重合，从 而保证连接接合面受力 比较均匀。
所以
例3：在图示的汽缸盖连接中，已知：汽缸中的压力在0~1.5MPa 间变化，汽缸内径D=250mm，螺栓分布圆直径D0=346mm，凸缘与 垫片厚度之和为50mm。为保证气密性要求，螺栓间距不得大于 120mm。试选择材料，并确定螺栓数目和尺寸
解：1）确定螺栓数目Z
取螺栓间距为t=100mm，则
4 1.3F 0 [ ] mm
d1
三、紧螺栓连接 2、受轴向工作载荷时：
螺栓所受的总拉力：
D F
p
F2 = F0 + F
× ?
D
此时，连接中各零件的受力关系 属静不定问题
F2 F0 F0 F1 F1 F0 F0 F2 F T F
未知力有两个：
F2 — 总拉力 F1 — 残余预紧力
连接件的强度计算
二、 挤压实用计算
连接件与被连接件在互相传递力时，接触表面是 相互压紧的，接触表面上的总压紧力称为挤压力，
相应的应力称为挤压应力( bs )。
假定挤压应力在计算挤压面上均匀分布，表示为：
bs
Fbs Abs
上式计算得到的名义挤压应力与接触中点处的
最大理论挤压应力值相近。
按名义挤压应力公式得到材料的极限挤压应力 。
Abs
h1
cos
b
60mm cos 30
160mm
11.1mm2
(2)、求ed截面的切应力：
FQ A
FN,AC cos
A
60103 N cos30 64103 mm2
0.812MPa
（3）、计算下弦杆截面削弱处 ec 截面的拉应力
FN, AB Aec
60103 Ncos30 (200 60)160mm2
（2）、剪断钢板的冲剪力
FQ A
F A
u
F u A u πd
400MPa π 18mm5mm
113103 N 113kN
例6 为使压力机在超过最大压力 F 160 kN
作用时，重要机件不发生破坏，在压力机冲头内
装有保险器（压塌块）。设极限切应力
u 360MPa ，已知保险器（压塌块）中的尺寸
d1 50 mm d2 51 mm D 82 mm
试求保险器（压塌块）中的尺寸 值。
解：为了保障压力机安全运行，应使保险器达 到最大冲压力时即破坏。
F
πd1
u
F 160103 N 2.83mm πd1u π 50mm360MPa
利用保险器被剪 断，以保障主机 安全运行的安全 装置，在压力容 器、电力输送及 生活中的高压锅 等均可以见到。
工程力学--第六章_剪切和挤压(强度和连接件的设计)
P/2
P/2
列，危险截面在虚线处。
对于矩形布置，有:
P/2
=P/2t1(b-2d)[]
即得： b2d+P/2t1[] =40+210×103/2×5×160=172mm 对于菱形布置，有： =P/2t1(b-d)[] 即得： bd+P/2t1[]=152mm
P/4
矩形排列轴力图
P/4 P/8
剪切的实用计算
(1)剪力计算
以铆钉连接为例，沿剪切面切开, 取部分铆钉研究，受力
如图。
双剪：Q=P/2
一个剪切面
二个剪切面
单剪：Q=P
强度计算
假定剪力Q均匀分布在剪切面上， 以平均剪应力作为剪切面上的名义剪应 力，则有： =Q/A
Q/A P/A P
剪切强度条件： =Q/A[]=b/n
三个挤压面
二个剪切面
挤压面为曲面时 的计算挤压面
二个挤压面
计算挤压面
实际挤压面
挤压的实用强度计算
d
工程中，假定Pj均匀分布在
Pj t (a)
s max (b) s j (c)
计算挤压面积Aj 上。
名义挤压应力 j=Pj/Aj
计算挤压面积 挤压面 有效挤压面积=dt
Aj是挤压面在垂直于挤压力之平面上的投影面积。 如钉与板连接，Aj等于td。名义挤压应力j，与最大实际挤压
b是材料剪切强度，由实验确定；n是剪切安全系数。
剪断条件：对剪板、冲孔等需要剪断的情况，应满足
=Q/A>b
功率、转速与传递的扭矩之关系：
功率NP是单位时间所做的功，故有： NP=A/t=m /t /t是每秒转过的角度（弧度）。 设轴的转速为每分钟n转，则每秒转过的角度为 2n/60, 即有： NP=m×2n/60 或 m=60NP/2n m (kN.m)=9.55Np (千瓦)/n (转/分) m (kN.m)=7.02Np (马力)/n (转/分) 1马力=736Nm/s
连接件的强度计算
目录
轴向拉伸及压缩\连接件的强度计算 【例5.10】 图示两块钢板A和B搭焊在一起，已知钢板厚度δ=8
mm，所受拉力F=150 kN，焊缝材料的许用切应力[]=108 MPa，试
求搭焊时焊缝所需的长度。
目录
轴向拉伸及压缩\连接件的强度计算ຫໍສະໝຸດ 【解】 钢板A和B的板端搭在
一起，在边缘焊成三角形的焊
缝，称为贴角焊缝。试验表明，
目录
建筑力学
中，假定挤压应力在挤压面的计算面积Abs上均匀分布，因而有
bs
Fbs Abs
目录
轴向拉伸及压缩\连接件的强度计算
挤压强度条件为
bs
Fbs Abs
bs
式中：bs ——材料的挤压许用应力，由试验测定。对于钢材，其
挤压许用应力[bs]与许用拉应力[]之间大致有如下关系：
[bs] ＝ （1.7～2.0）[]
上两式中的挤压面计算面积Abs 规定如下：当挤压面为平面时（如
键连接），Abs即为该平面的面积； 当挤压面为半圆柱面时（如铆钉、
螺栓连接），Abs为挤压面在其直径 平面上投影的面积[图(a)]中阴影线
部分的面积]。这是由于这样算得
的挤压应力值，与理论分析所得的
最大挤压应力值相近[图(b)]。
目录
轴向拉伸及压缩\连接件的强度计算 【例5.9】 拖车挂钩用销轴连接如图所示。销轴材料的许用应
力＝30 MPa，[bs] ＝80 MPa。 挂钩与被连接板件厚度分别为δ1
＝8 mm，δ2＝12 mm。拖车拉力F＝15 kN。试设计销轴的直径d。
目录
轴向拉伸及压缩\连接件的强度计算
【解】 1）由销轴的剪切强度条件设计销轴直径d。
根据销轴的受力情况[图(b)]，销轴有m-m和n-n两个剪切面，这 种情况称为双剪切。
混凝土钢筋连接件的设计及其应用技术规程
混凝土钢筋连接件的设计及其应用技术规程一、混凝土钢筋连接件的概述混凝土钢筋连接件是指用于连接混凝土结构中的钢筋，以增加混凝土结构的整体强度和稳定性的一种构件。
其应用范围广泛，包括桥梁、隧道、地铁、公路、建筑等领域。
混凝土钢筋连接件的设计及其应用技术规程非常重要，可以保证混凝土结构的安全性和可靠性，减少事故发生的可能性。
二、混凝土钢筋连接件的设计1.设计原则混凝土钢筋连接件的设计应遵循以下原则：（1）强度与刚度要求：连接件应具有足够的强度和刚度，以满足混凝土结构的设计要求。
（2）材料选用：连接件的材料应符合规定的标准，具有良好的耐久性和可靠性。
（3）接头形式：连接件的接头形式应根据结构形式和受力状况进行选择，保证连接的可靠性和安全性。
（4）施工要求：连接件的施工要求应与混凝土结构的施工要求相符，保证连接件的质量和安全性。
2.设计计算混凝土钢筋连接件的设计计算应包括以下内容：（1）强度计算：根据连接件的受力状况和材料的强度特性，进行强度计算，以确定连接件的承载能力。
（2）刚度计算：根据连接件的形状、尺寸和材料的刚度特性，进行刚度计算，以确定连接件的变形程度。
（3）疲劳计算：对于长期受到往复荷载作用的连接件，应进行疲劳计算，以保证连接件的安全可靠性。
3.设计要求混凝土钢筋连接件的设计应满足以下要求：（1）连接件的布置应符合结构设计要求。
（2）连接件的尺寸和数量应满足混凝土结构的承载能力和稳定性要求。
（3）连接件的材料应符合规定的标准，具有良好的耐久性和可靠性。
（4）连接件的施工要求应与混凝土结构的施工要求相符，保证连接件的质量和安全性。
三、混凝土钢筋连接件的应用技术规程1.连接件的材料要求混凝土钢筋连接件的材料应符合以下要求：（1）钢筋材料应符合GB/T 1499的规定。
（2）混凝土材料应符合GB/T 50081的规定。
（3）连接件的焊接材料应符合GB/T 5117的规定。
2.连接件的制造和加工混凝土钢筋连接件的制造和加工应符合以下要求：（1）连接件的制造和加工应符合GB/T 8918的规定。
工程力学习题 及最终答案
第一章 绪论思 考 题1) 现代力学有哪些重要的特征？2) 力是物体间的相互作用。
按其是否直接接触如何分类？试举例说明。
3) 工程静力学的基本研究内容和主线是什么？ 4) 试述工程力学研究问题的一般方法。
第二章刚体静力学基本概念与理论习题2-1 求图中作用在托架上的合力F R 。
2-2 已知F 1=7kN ，F 2=5kN, 求图中作用在耳环上的合力F R 。
2-3 求图中汇交力系的合力F R 。
习题2-1图12030200N F4560F 习题2-2图2-4 求图中力F 2的大小和其方向角α。
使 a )合力F R =1.5kN, 方向沿x 轴。
b)合力为零。
2-5二力作用如图，F 1=500N 。
为提起木桩，欲使垂直向上的合力为F R =750N ，且F 2力尽量小，试求力F 2的大小和α角。
2-6 画出图中各物体的受力图。
(b)x453=30N =20N=40N A x45600N 2=700N0N 习题2-3图 (a )F 1习题2-4图F 12习题2-5图(b)(a )2-7 画出图中各物体的受力图。
(c)(d)(e)(f) (g) 习题2-6图(a)ACD2-8 试计算图中各种情况下F 力对o 点之矩。
(b)(d)习题2-7图P(d)(c)(a ) CA2-9 求图中力系的合力F R 及其作用位置。
2-10 求图中作用在梁上的分布载荷的合力F R 及其作用位置。
习题2-8图习题2-9图( a )1F 3 ( b )F 3F 2( c)1F /m( d )F 32-11 图示悬臂梁AB 上作用着分布载荷，q 1=400N/m ，q 2=900N/m, 若欲使作用在梁上的合力为零，求尺寸a 、b的大小。
第三章 静力平衡问题习 题3-1 图示液压夹紧装置中，油缸活塞直径D=120mm ，压力p =6N/mm 2，若α=30︒, 求工件D 所受到的夹紧力F D 。
( b )q ( c )习题2-10图B习题2-11图3-2 图中为利用绳索拔桩的简易方法。
螺栓连接强度校核与设计(清晰整齐)
（2）校核计算公式：
（3）设计计算公式：
（4）许用应力计算公式：
式中： ――横向载荷，N； ――螺栓预紧力，N； ――可靠性系数，取1.1~1.3；m――接合面数；f――接合面摩擦因数，根据不同材料而定。钢对钢时，为0.15 左右； ――螺纹小径，从表中获取； ――螺栓屈服强度，MPa，由螺栓材料机械性能等级决定； ――安全系数，按表1选用。
表1 受轴向力紧螺栓所须残余预紧力系数K
工作情况
一般连接
变载荷
冲击
压力容器或重要连接
K
0.2~0.6
0.6~1.0
1.0~1.5
1.5~1.8
表2 螺栓连接的相对刚度λ
垫片材料
金属（或无垫片）
皮革
铜皮石棉
橡胶
λ
0.2~0.3
0.7
0.8
0.9
表3 预紧螺栓连接的安全系数
材料种类
静载荷
动载荷
M6~M16
许用应力的计算公式分两组情况，如表1：
表1 许用应力计算公式
强度计算
被连接件材料
静载荷
动载荷
挤压强度
钢
铸铁
抗剪强度
钢和铸铁
表中： 为材料的屈服极限，由螺栓机械性能等级所决定。
受横向载荷紧螺栓连接强度校核与设计
受横向载荷紧螺栓连接的基本形式如图1所示：
图1 受横向载荷紧螺栓连接
受横向载荷紧螺栓连接强度校核与设计的基本公式如下：
受轴向载荷松螺栓连接强度校核与设计
受轴向载荷松螺栓连接的基本形式如下图1所示：
图1 受轴向载荷松螺栓连接
受轴向载荷松螺栓连接强度校核与设计时，按下列公式进行计算：
机械连接的基本规定
机械连接的基本规定机械连接是指通过机械元件（如螺栓、螺母、销钉等）将两个或多个零件连接起来的方法。
它是机械设计中非常重要的环节，关系到产品的安全性、可靠性和性能。
在机械连接的设计与应用中，有一系列的基本规定需要遵守，下面将详细介绍。
一、连接的原则和要求1.强度要求：机械连接的设计要保证连接件能够承受所受的受力，以确保连接件在使用过程中不会发生破坏。
根据受力情况，合理选择连接件的材料和尺寸。
2.刚度要求：连接件的刚度对于整个机械结构的稳定性和工作性能具有重要影响。
连接件的刚度应保证连接的稳定性，减小变形，以保证机械设备的精度和稳定性。
3.可拆卸性：机械连接通常需要具备可拆卸性，以方便维修、更换零部件或升级装置。
在设计连接时，应充分考虑连接的可拆卸性，避免因连接固定不稳而导致无法拆卸的情况。
4.连接的可靠性和安全性：机械连接的设计应保证连接的可靠性和安全性。
要选择合适的连接件材料和尺寸，避免连接件断裂或松动。
5.经济性：机械连接的设计还应兼顾经济性，既要满足连接的强度和刚度要求，又要尽可能减小连接件的材料和尺寸，降低成本。
二、常用的机械连接方法1.螺栓连接：螺栓连接是最常见的机械连接方法之一。
通常由螺栓、螺母、垫圈等组成，可实现零部件的可拆卸连接。
具有承载能力大、可靠性高的优点。
根据需要，可以选择不同规格和材料的螺栓，来满足不同的连接要求。
2.销钉连接：销钉连接是通过将销钉插入两个零部件的孔内，来实现连接。
通常适用于连接较小或轻负荷的零部件，具有简单、可靠的特点。
3.键向连接：键向连接是通过在轴和轴套之间设置键和键槽来实现连接。
通过选择不同形状的键和键槽，可以实现旋转或滑动的连接。
4.齿轮连接：齿轮连接是通过齿轮的齿与齿进行啮合，实现传动的连接。
通常适用于大功率、高速的传动系统，具有传动比稳定、传动效率高等特点。
5.焊接连接：焊接连接是通过熔化两个或多个零部件的金属材料，并使其形成一体，来实现连接。
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第六章强度与连接件设计工程力学的任务是研究解决工程实际中结构的分析与设计问题。
构件与结构的力学分析与设计，对于工程技术人员是十分重要的。
§6.1 强度条件和安全系数对于将要设计的结构或构件，应当满足其预定的设计目标。
依据设计目标完成初步设计后，即已知结构或构件的几何尺寸、材料、工作条件和环境、需要承担的最大设计载荷及所允许的变形大小等。
为保证完成其正常功能，所设计的结构或构件必须具有适当的强度和刚度。
所谓强度，就是结构或构件抵抗破坏的能力。
若结构或构件足以承担预定的载荷而不发生破坏，则称其具有足够的强度。
不允许破坏的结构和构件, 因为强度不足而发生破坏，是不能允许的。
另一方面，在某些情况下，如剪板机剪板、冲床冲孔、压力锅上的安全堵等，需要破坏的构件因为强度过大而不破坏，也是失败的设计。
因此，所有的构件都有必要的强度要求。
所谓刚度则是结构或构件抵抗变形的能力。
若结构或构件在设计载荷的作用下所发生的变形小，能保证结构或构件完成其预定的功能，则称其具有足够的刚度。
因为固体的弹性变形较小，刚度一般是足够的。
但对于一些设计精度较高的、有特殊要求的结构或构件，如传动轴、大跨梁等，也必须考核其是否满足刚度要求，使变形限制在保证正常工作所允许的范围内。
在第四章中，已经从拉压杆件的最简单问题入手，讨论了变形体力学问题的分析方法，并通过力学分析得到了结构或构件在给定载荷下的内力、应力和变形。
由力学分析得到的、构件在可能受到的最大工作载荷作用下的应力，称为工作应力。
另一方面，在第五章中又通过材料力学性能的实验研究，得到了材料可以承受的极限应力指标。
对于脆性材料，应力到达强度极限 b时，会发生断裂；对于塑性材料，应力到达屈服强度σys 时， 会因屈服而产生显著的塑性变形，导致结构或构件不能正常工作。
屈服和断裂都是材料破坏的形式，故在进行强度设计时。
分别以σys 和σb 作为延性和脆性材料的极限应力。
因此，强度条件可写为：结构或构件的工作应力σ ≤材料的极限应力 σys 或 σb 。
---(6-1)但是，仅仅将工作应力限制在极限应力内，还不足以保证结构或构件的安全。
因为上述判据的二端都可能有误差存在，如：1) 力学分析的可能误差。
包括设计载荷的估计、简化和计算误差，结构尺寸的制造误差，受力情况简化和小变形假设等所带来的误差等。
2) 材料强度指标的误差。
包括材料力学性能测试的实验误差，材料不均匀性引起的固有分散性误差等。
3) 不可预知的其他误差。
如加工制造过程中对于材料的损伤，工作条件与实验条件不尽相同，或偶然出现的意外超载等。
因此，必须将工作应力限制在某一小于极限应力的范围内，提供一定的安全储备，才能保证结构和构件能安全的工作。
换言之，实际工程设计中允许使用的应力，称为许用应力，应当比材料的极限应力更低一些。
工程设计中规定的许用应力[σ]为：式中n 是一个大于1的系数，称为安全系数。
即材料的许用应力等于其极限应力除以安全系数，或安全系数是极限应力与许用应力之比。
将许用应力与极限应力之差作为安全储备，以期保证安全。
安全系数的确定是十分困难和复杂的。
需要考虑力学分析误差的大小；材料及材料实验的分散性和误差；工作环境条件的恶劣程度；结构或构件万一发生破坏所造成之后果的严重性；安全储备过大使经济效益下降和结构重量增加的影响等等。
从保证安全来看，显然希望安全系数越大越好；但安全系数越大，所用材料的强度越高、结构几何尺寸越大，（延性材料） ⎩⎨⎧=nn b ys//][σσσ（脆性材料）---（6-2）则经济费用越高、重量越大；故从经济性和轻量化要求来看，安全系数又不宜过大。
一般说来，力学分析模型的近似性越大、计算精度越差，安全系数应越大；脆性材料到达极限应力即发生断裂，与塑性材料到达极限应力发生的屈服相比更危险，安全系数应较大；材料的分散性越大（如砖石材料分散性比金属材料大得多），安全系数应越大；在高温、腐蚀等恶劣环境下工作的结构和构件，安全系数应较大；破坏后果越严重或危及人身安全的结构，安全系数应越大。
因此，安全系数的确定不仅需要综合考虑上述各种因素，还要特别注意积累和利用以往同类结构的设计使用经验。
各种不同情况下安全系数的选取，可以参照有关设计规范和手册的规定。
如一般情况下，钢材的安全系数取n=2.0-2.5，铸件取n=4，脆性材料取n=2.0-3.5等等。
随着力学分析方法的进步，材料制造、加工水平的提高，对工程系统力学性态有更加充分了解后，可以降低安全系数的取值，在保证安全的条件下，进一步提高设计的经济性。
由(6-1)、(6-2)二式可以将强度条件写为：σ≤[σ] ---(6-3)§6.2 拉压杆件的强度设计对于轴向拉压杆，强度条件成为：σ=F N/A≤[σ]---(6-4)即杆中任一处的工作应力σ应不大于材料的许用应力[σ]。
式中F N是轴力，A为杆的横截面面积。
在工程设计中，利用强度条件(6-4)式进行强度设计和计算，主要包括如下三个方面：1) 强度校核对于已有的构件或已完成初步设计的构件，已知其材料（即已知其许用应力[σ]），已知构件几何尺寸和所承受的载荷，计算应力；校核构件是否满足强度条件(6-4)式。
若满足强度条件，则称构件强度足够；若不满足强度条件，则构件强度不足，需要修改设计。
修改设计时，可依据工程实际情况，重新选择材料、重新设计截面或限制使用载荷，以保证满足强度要求。
2) 截面设计在选定材料（许用应力[σ]已知），已知构件所承受的载荷时，设计满足强度要求的构件截面面积和尺寸。
由强度条件知，拉压杆横截面面积应为：A≥F N/[σ] ---(6-5) 确定截面面积后，即可进一步决定截面尺寸。
3) 确定许用载荷已知构件的几何尺寸和许用应力时，计算结构或构件所能允许承受的最大载荷。
由强度条件可知，轴向拉压杆的轴力N应为：F N≤A[σ] ---(6-6)计算出截面内力后，即可确定构件允许使用的最大载荷。
应当注意，构件中处处都应当满足强度条件(6-4)式。
因此，必须校核构件中工作应力大、许用应力小的若干可能的危险截面是否满足强度条件。
如图6.1所示承受拉压的杆件，AB段和BC段为钢制，CD段为铜制，A、B、C、D截面处作用载荷如图。
AB与BC段截面面积相同，CD段截面积较小。
杆所承受的轴力如图所示。
AB段轴力最大，工作应力也最大，故有可能的危险截面存在。
BC段与AB段截面面积相同，轴力较小，所以工作应力小于AB段；且BC段的材料(许用应力)与AB段相同，故该段不可能有危险截面。
CD段轴力小，但其截面面积也小，所以应力不一定小，且材料的许用应力较小([σ]铜<[σ]钢)，故也有可能是危险截面。
因此，对于图示之杆件，需要校核的危险截面在AB、CD段。
对于拉、压许用应力不同的脆性材料，还要分别考虑拉、压应力的不同情况。
A图6.1 拉压杆及其轴力图B C D9kN15kN10kN4kN 9kN例6.1 图6.2所示之杆的材料为硬铝，AB 段截面积A 1=50mm 2，BC 段截面积A 2=30mm 2，CD段截面积A 3=40mm 2。
材料的拉压许用应力均为[σ]=100MPa 。
若受力如图所示，试校核其强度。
解：(1)求各截面内力，画轴力图如图。
(2)计算各段横截面的应力：σ1=F N1/A 1=6×103N/50mm 2=120MPa σ2=F N2/A 2=-2×103N/30mm 2=-66.7MPa σ3=F N3/A 3=3×103N/40mm 2=75MPa可见，AB 段受拉，σ1=120MPa>[σ]=100MPa ，强度不足；BC 段受压，2σ=66.7MPa<[σ]=100MPa ，强度足够；CD 段受拉，σ3=75MPa<[σ]=100MPa ，强度足够。
(3)为满足强度条件，重新设计AB 段的截面面积，有 A 1≥F N1/[σ]=6×103N/100MPa=60mm 2注意，计算应力时，采用N-m-Pa 单位系，也可采用N-mm-MPa 单位系，这里用的是后者。
例6.2 图示结构中，杆1为钢杆，截面积A 1=6cm 2，[σ]钢=120MPa ； 杆2为木杆，截面积A 2=100cm 2，许用压应力[σc ]木=15MPa ；试确定结构的最大许用载荷F max 。
解：(1)由平衡条件求各杆内力。
C 铰受力如图，有：∑F y =F N2cos α-F =0⇒ F N2=5F /4 (压力)∑F x =F N2sin α-F N1=0⇒ F N1=3F N2/5=3F /4 (拉力)(2)由强度条件(6-6)式确定许用载荷。
对于钢杆1，有 F N1≤A 1[σ]钢，即：3F 1/4≤120×106Pa×6×10-4m 2 ⇒ F 1≤96×103NC 图6.3 例6.2图图6.2 例6.1图9kN-3kN2kN++对于木杆2，有 F N2≤A 2[σc ]木，即：5F 2/4≤15×106Pa×100×10-4m 2 ⇒ F 2≤120×103N(3)为保证结构安全，杆1、2均应满足强度条件。
由上述结果可知，最大许用载荷为 F max ≤min{F 1、F 2}=96kN例6.3 图6.3(a )中铝制撑套外径为30mm, 内径20mm ，长150mm 。
钢螺栓直径16mm, 螺纹节距为1mm ；钢材弹性模量E S =210GPa ，许用应力[σ]钢=200MPa ；铝材弹性模量E L =70GPa ，[σ]铝=80MPa 。
装配时螺母拧至图示尺寸后，再拧紧1/4圈。
试计算螺栓、撑套的内力和应力，并校核螺栓、撑套的强度。
解：1)力的平衡。
螺栓、撑套装配如图6.4(a )所示。
先假定螺栓是刚性的，则拧紧后只是撑套缩短，如图6.4 (b) 所示。
事实上，螺栓是弹性的，在撑套缩短δL 的同时，螺栓在拉力作用下要伸长δS ，实际平衡位置应如图6.4 (c)所示。
任取一截面，考虑被截断部分受力，撑套受压，其合力为F NL ，螺栓受拉，轴力为F NL ，如图6.4 (d)所示。
有平衡方程：F NL = F NS =F N ---(1)F NS 是钢螺栓受到的拉力，F NL 是铝撑套受到的压力，均为未知。
二个未知量，平衡方程只有一个，故是一次静不定问题。
求解时需要考虑变形协调条件和力与变形间的关系。
2)变形几何协调条件。
由图6.4(c)之中平衡位置可知应有： δS +δL =∆ ---(2)式中∆是螺纹拧紧1/4圈所移动的距离。
对于普通螺纹，等于一个螺距的1/4，即∆=1mm×1/4=0.25mm 。