第三章 钢结构的连接普通螺栓设计PPT课件
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同一受力方向板厚总和的较小值
20kN
t2
t3
第 16 页
1、普通螺栓的抗剪连接 S≤R
（2）单个受剪螺栓的承载力（R k f ）计算
螺栓抗剪：
NVb
nV
πd2 4
fVb
孔壁承压： NC bd tfC b
最大承载力：N VN v b ,m inm in N V b;N C b
第 17 页
受剪螺栓群的抗力折减问题
N=750kN
9 t2=9 t1=16
340
假定：轴心力N由每个螺栓平均分担
NV b
n2V
πd2 4
f1Vb90
NC bd16tf4C 0b5
N n
Nb v,min
n 5.3
第 21 页
99
50 2×120=240 50
340 t1=16
【例3-6】P69——P63——P61
50 80 50 180
k fy R
f fw
第 13 页
（2）单个受剪螺栓的承载力（R k f ）计算
①栓杆剪切抗力：Nvb
nv
d2
4
fvb
承载力
抗剪 承压
假定：栓杆剪切面上的剪应力均布
nv 1
nv 2
f
b v
N
b v
A
nv 4
第 14 页
②孔壁承压抗力：Ncb Ac fcb
承载力 抗剪 承压
假定：承压面（螺栓直径的投影面）上
缘距 内力 轧制边自动精密气割或锯 高强度螺栓
离
方向 割边
其他螺栓或铆钉
4d0或8t
2d0百度文库1.5d0 1.2d0
注：(1)d0 为螺栓孔或铆钉孔直径，t为外层较薄板件的厚度； (2)钢板边缘与刚性构件(如角钢、槽钢等)相连的螺栓或铆钉的最大间距，可按中间排的数值采用。
第6页
(二) 普通螺栓连接的强度计算 P63
第5页
螺栓或铆钉的最大、最小容许距离
名称
位置和方向
最大容许距离
最小容许
（取两者中的小值） 距离
外排（垂直内力方向或顺内力方向）
中 垂直内力方向
中心 间距
间
顺内力方向
排
压力 拉力
8d0或12t 16d0或24t 12d0或18t 16d0或24t
3d0
沿对角线方向
中心 顺内力方向
至构 件边
垂直 剪切边或手工气割边
③钢板在栓孔处被拉断 ——钢板净截面强度验算
第 10 页
④钢板端部冲剪破坏 ——端距e≥2d0
⑤栓杆被拉弯 —— t 5d
t1 t2
t3
t —同一受力方向板厚总和
第 11 页
（1）五种破坏形式：
①栓杆被剪断 ——栓杆抗剪强度验算
②钢板挤压破坏 ——孔壁抗压强度验算
（以栓杆承压强度代替）
③钢板在栓孔处 被拉断
受力特性：沿受力方向，受力分配不均，两端大中间小。
N
b v , min
当l1≥15d0时：
β1.1 l1 0.7
150d0
l1
第 18 页
（3）普通螺栓群抗剪连接计算（S≤R）
抗剪连接
轴心力 扭矩 扭矩+ 轴心力
第 19 页
（3）普通螺栓群抗剪连接计算（S≤R）
①轴心受剪（5种破坏）
N l1
N +++ + + +++ + +
1、 抗剪连接
轴心力 扭矩
2、抗拉连接
轴心力 弯矩 偏拉
3、剪力和拉力的联合作用
第7页
(二) 普通螺栓连接的强度计算 P63 1、普通螺栓的抗剪连接
摩擦力 ——栓杆剪切 ——孔壁承压
第8页
1、普通螺栓的抗剪连接
（1）五种破坏形式： ①栓杆被剪断 ——栓杆抗剪强度验算
第9页
②钢板挤压破坏 ——孔壁抗压强度验算 （以栓杆承压强度代替）
N=750kN
++ ++ ++
? =6
d=22
d0=22
端矩 ≥2d0 中矩 ≥3d0 边矩 ≥1.2d0
∑t<5d
第 22 页
99
t1=16 50 2×120=240 50
340
【例3-6】净截面强度验算
50 80 50 180 1
N=750kN
++ ++ ++
i
Ni Ani
f
第 23 页
【例3-6】净截面强度验算
第2页
2、受力分类
按螺栓受力可以分为：受剪、受拉及剪拉共同作用
受剪
受拉
剪拉
第3页
剪拉
承托
++ ++ ++ ++
第4页
二、普通螺栓连接的构造和计算 P62
（一）螺栓连接的构造 1、螺栓的规格 用M和公称直径（mm）表示，例如：M16、M20 2、螺栓的排列 螺栓的各距应满足规定的要求（P63--图3-34）
——钢板净截面强度验算
④钢板端部冲剪破坏 ——端距e≥2d0
⑤栓杆被拉弯 —— t 5d
第 12 页
1、普通螺栓的抗剪连接 S≤R
（2）单个受剪螺栓的承载力（R k f ）计算
n
f tw
0(
GSGk
S内
Q1 Q1k
力
i2
Qi
ciSQik)fy
f cw
截面几何参数 k
R
f vw
n
0 ( G S G k + Q 1 S Q 1k + Q i ci S Q ik ) i 2
50 80 50 180 1
N=750kN
++ ++ ++
N/6
i
Ni Ani
f
50 2×120=240 50
340
N
第 24 页
【例3-6】净截面强度验算
50 80 50 180 1
N=750kN
++ ++ ++
i
Ni Ani
f
N/6
N1 = N
An1= (340-3× 22) × 16
50 2×120=240 50
第六节 螺栓连接 P61
一、概述 二、普通螺栓连接的构造和计算 三、高强螺栓连接的构造和计算
一、概述
1、螺栓的种类
C级 （粗制） II类孔
普通螺栓
孔径大于杆径1.5~3mm
B级、A级 （精制） I类孔
C级螺栓孔径
d 12 16 d0 13.5 17.5
20 （22） 24 （27） 30 22 （24） 26 （30） 33
的压应力均布
f cb
N
b c
Ac
第 15 页
孔壁承压： Ncb Ac fcbd t fcb
d
10kN
t1
假定：承压面（螺栓直径的投影面）上
的压应力均布
N c b 1(dt1)fcb10kN
N c b 2(dt2)fcb20kN d t fcb 15kN
N c b 3(dt3)fcb15kN
+++ + +
假定：轴心力N由每个螺栓平均分担
N n
Nb v,min
Nv b,m inm in Nv b,Nv b
连接板净截面强度： σ＝ N f
An
第 20 页
【例3-6】P69
轴心受剪（5种破坏）
10 l=?
∑A（盖） ≥ ∑A（主）
l=?
N=750kN + + + + ++ + ++
? =6 d=22
340
22 N
16
第 25 页
66
t1=8 80 2×100=200 80
360
【例】净截面强度验算
60 4×80=320 60
N=325kN
20kN
t2
t3
第 16 页
1、普通螺栓的抗剪连接 S≤R
（2）单个受剪螺栓的承载力（R k f ）计算
螺栓抗剪：
NVb
nV
πd2 4
fVb
孔壁承压： NC bd tfC b
最大承载力：N VN v b ,m inm in N V b;N C b
第 17 页
受剪螺栓群的抗力折减问题
N=750kN
9 t2=9 t1=16
340
假定：轴心力N由每个螺栓平均分担
NV b
n2V
πd2 4
f1Vb90
NC bd16tf4C 0b5
N n
Nb v,min
n 5.3
第 21 页
99
50 2×120=240 50
340 t1=16
【例3-6】P69——P63——P61
50 80 50 180
k fy R
f fw
第 13 页
（2）单个受剪螺栓的承载力（R k f ）计算
①栓杆剪切抗力：Nvb
nv
d2
4
fvb
承载力
抗剪 承压
假定：栓杆剪切面上的剪应力均布
nv 1
nv 2
f
b v
N
b v
A
nv 4
第 14 页
②孔壁承压抗力：Ncb Ac fcb
承载力 抗剪 承压
假定：承压面（螺栓直径的投影面）上
缘距 内力 轧制边自动精密气割或锯 高强度螺栓
离
方向 割边
其他螺栓或铆钉
4d0或8t
2d0百度文库1.5d0 1.2d0
注：(1)d0 为螺栓孔或铆钉孔直径，t为外层较薄板件的厚度； (2)钢板边缘与刚性构件(如角钢、槽钢等)相连的螺栓或铆钉的最大间距，可按中间排的数值采用。
第6页
(二) 普通螺栓连接的强度计算 P63
第5页
螺栓或铆钉的最大、最小容许距离
名称
位置和方向
最大容许距离
最小容许
（取两者中的小值） 距离
外排（垂直内力方向或顺内力方向）
中 垂直内力方向
中心 间距
间
顺内力方向
排
压力 拉力
8d0或12t 16d0或24t 12d0或18t 16d0或24t
3d0
沿对角线方向
中心 顺内力方向
至构 件边
垂直 剪切边或手工气割边
③钢板在栓孔处被拉断 ——钢板净截面强度验算
第 10 页
④钢板端部冲剪破坏 ——端距e≥2d0
⑤栓杆被拉弯 —— t 5d
t1 t2
t3
t —同一受力方向板厚总和
第 11 页
（1）五种破坏形式：
①栓杆被剪断 ——栓杆抗剪强度验算
②钢板挤压破坏 ——孔壁抗压强度验算
（以栓杆承压强度代替）
③钢板在栓孔处 被拉断
受力特性：沿受力方向，受力分配不均，两端大中间小。
N
b v , min
当l1≥15d0时：
β1.1 l1 0.7
150d0
l1
第 18 页
（3）普通螺栓群抗剪连接计算（S≤R）
抗剪连接
轴心力 扭矩 扭矩+ 轴心力
第 19 页
（3）普通螺栓群抗剪连接计算（S≤R）
①轴心受剪（5种破坏）
N l1
N +++ + + +++ + +
1、 抗剪连接
轴心力 扭矩
2、抗拉连接
轴心力 弯矩 偏拉
3、剪力和拉力的联合作用
第7页
(二) 普通螺栓连接的强度计算 P63 1、普通螺栓的抗剪连接
摩擦力 ——栓杆剪切 ——孔壁承压
第8页
1、普通螺栓的抗剪连接
（1）五种破坏形式： ①栓杆被剪断 ——栓杆抗剪强度验算
第9页
②钢板挤压破坏 ——孔壁抗压强度验算 （以栓杆承压强度代替）
N=750kN
++ ++ ++
? =6
d=22
d0=22
端矩 ≥2d0 中矩 ≥3d0 边矩 ≥1.2d0
∑t<5d
第 22 页
99
t1=16 50 2×120=240 50
340
【例3-6】净截面强度验算
50 80 50 180 1
N=750kN
++ ++ ++
i
Ni Ani
f
第 23 页
【例3-6】净截面强度验算
第2页
2、受力分类
按螺栓受力可以分为：受剪、受拉及剪拉共同作用
受剪
受拉
剪拉
第3页
剪拉
承托
++ ++ ++ ++
第4页
二、普通螺栓连接的构造和计算 P62
（一）螺栓连接的构造 1、螺栓的规格 用M和公称直径（mm）表示，例如：M16、M20 2、螺栓的排列 螺栓的各距应满足规定的要求（P63--图3-34）
——钢板净截面强度验算
④钢板端部冲剪破坏 ——端距e≥2d0
⑤栓杆被拉弯 —— t 5d
第 12 页
1、普通螺栓的抗剪连接 S≤R
（2）单个受剪螺栓的承载力（R k f ）计算
n
f tw
0(
GSGk
S内
Q1 Q1k
力
i2
Qi
ciSQik)fy
f cw
截面几何参数 k
R
f vw
n
0 ( G S G k + Q 1 S Q 1k + Q i ci S Q ik ) i 2
50 80 50 180 1
N=750kN
++ ++ ++
N/6
i
Ni Ani
f
50 2×120=240 50
340
N
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【例3-6】净截面强度验算
50 80 50 180 1
N=750kN
++ ++ ++
i
Ni Ani
f
N/6
N1 = N
An1= (340-3× 22) × 16
50 2×120=240 50
第六节 螺栓连接 P61
一、概述 二、普通螺栓连接的构造和计算 三、高强螺栓连接的构造和计算
一、概述
1、螺栓的种类
C级 （粗制） II类孔
普通螺栓
孔径大于杆径1.5~3mm
B级、A级 （精制） I类孔
C级螺栓孔径
d 12 16 d0 13.5 17.5
20 （22） 24 （27） 30 22 （24） 26 （30） 33
的压应力均布
f cb
N
b c
Ac
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孔壁承压： Ncb Ac fcbd t fcb
d
10kN
t1
假定：承压面（螺栓直径的投影面）上
的压应力均布
N c b 1(dt1)fcb10kN
N c b 2(dt2)fcb20kN d t fcb 15kN
N c b 3(dt3)fcb15kN
+++ + +
假定：轴心力N由每个螺栓平均分担
N n
Nb v,min
Nv b,m inm in Nv b,Nv b
连接板净截面强度： σ＝ N f
An
第 20 页
【例3-6】P69
轴心受剪（5种破坏）
10 l=?
∑A（盖） ≥ ∑A（主）
l=?
N=750kN + + + + ++ + ++
? =6 d=22
340
22 N
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66
t1=8 80 2×100=200 80
360
【例】净截面强度验算
60 4×80=320 60
N=325kN