螺栓连接例题

例题1.如下图所示，有一用M20C级螺栓的钢板拼接，钢材为Q235-A。

计算此拼接能承受的最大轴心力设计值N。

例题 2.图示一钢板的对接拼接，螺栓直径d=20mm，孔径d0=21.5mm，C级螺栓。

钢板截面为—16*220，拼接板为2—8*220，钢材采用Q235—AF，承受外力设计值N=535KN。

钢板抗拉强度设计值f=215N/mm2，螺栓的强度设计值为f v b=140 N/mm2和f c b=305N/mm2。

试设计此对接拼接。

例3如图所示，偏心受拉的C级普通螺栓连接，偏心拉力设计值N=300KN，e=60mm，螺栓布置如图。

（1）试确定螺栓的规格
（2）其他条件不变，若e=100mm，则螺栓的规格又如何？
例题4.有一牛腿如图所示，用粗制4.6级螺栓连接于钢柱上，牛腿下有一支托板承受剪力，螺栓采用M20，钢材为Q235BF，螺栓间距采用70mm，竖向荷载V距离柱翼缘表面200mm，设计值为100KN，轴向力N设计值为120KN。

（1）验算螺栓强度
（2）如改用5.6级精制螺栓，不考虑支托承剪，再验算螺栓强度
例题5如图所示，该连接采用为双盖板拼接的钢板连接，钢材为Q235B，高强度螺栓为8.8级的M20，连接处板件接触面采用喷砂处理，作用在螺栓群形心处的轴心拉力设计值N=180KN。

试设计此连接。

螺栓联接例题分析

螺栓联接例题分析【例题1 】如图所示，钢板δ=20mm ，用2个螺栓（螺栓间距a=200mm ）联接到机架上。

已知作用于板的负荷F P =5000N,其他尺寸如图10-28所示，板和机架材料为Q235。

要求：（1）分析螺栓的失效形式。

（2）分析螺栓的受力。

（3）按强度设计螺栓直径。

F PF R F TF T L=300 L=300 a =200 a =200 o o F R F P T【解】 1. 采用铰制孔用螺栓联接（1）铰制孔用螺栓的主要失效形式为剪切和挤压失效。

（2）螺栓受力分析将外载荷F p 向螺栓组对称中心O 简化后，螺栓组受有横向力F p = 5000N 及转矩T = F p ·L = 5000N ×300mm =15×105 N ·mm 。

每个螺栓由横向力产生的工作载荷相同 N 25002N 5000===z F F pR 每个螺栓由转矩T 产生的工作载荷相同N 7500mm 200mm N 101552=∙⨯=⨯=a T z T F 每个螺栓所受的工作载荷的方向如图所示。

经分析可知，两螺栓所受工作载荷相同。

根据力的叠加原理，每个螺栓所受的横向工作载荷N 7906N 750025002222/=+=+=T R R F F F2. 采用普通螺栓联接（1）普通螺栓的主要失效形式为螺纹部分断裂失效。

（2）螺栓受力分析螺栓受力分析和上述铰制孔用螺栓的分析与计算相同，即每个螺栓的横向工作载荷也是F R /=7906N ，其不同之处在于：普通螺栓联接，靠预紧力产生的摩擦力来传递横向力，其预紧力/ 1.27906N 63248N 00.15RC f F F ⨯=== （3）按抗拉强度计算螺栓直径仍选螺栓材料为Q 235，σs = 235MPa 。

由表5-得S s σσ=][,再由表5-试选S = 2，则MPa 5.1172235][==σ。

普通螺栓的小径为129.85mm d == 查表5-，取M36螺栓（小径d 1= 31.670 mm ）。

螺栓连接例题分析

• 3、单个螺栓所承受的总拉力(2分）
F2 F1 F 7539.82 4712.39 12252.21N
• 4、校核螺栓的强度(4分）
ca
1.3F2
d12
4 1.3 12252.21
19.2942 54.48MPa
50MPa
4
• 故螺栓强度不足
P92例题
140
▲
Fv
Fh 160
各螺栓所需要的预紧力：
F0
1 z
K s Fv f
Cm Cb Cm
Fh
6520N
上面每个螺栓所受的总拉力：
F2
F0
ห้องสมุดไป่ตู้
Cb Cb Cm
F
7079N
确定螺栓直径
d1
4 1.3F2
πσ
8.6mm
选用螺纹公称直径：
d 12mm
校核螺栓组连接接合面的工作能力
防止接合面压碎
σ pmax
1 A
例1:图示气缸盖用6个普通螺栓连接, 已知气缸压力p=2MPa，D=80mm,取
F1 1.5F,Cm 2Cb , σ 160MPa,
试求: 1、螺栓小径 d；1
2、安装时预紧力 F0
p
D
解：1、求工作拉力F
F FΣ
p πD 2 4
2 π 80 2
4
Z
6
6
1674N
2、求总拉力 F2
F
zF
0
C
Cm b C
m
F
h
M W
184.6 N cm 2 1.84MPa
σ p 0.5σB 125MPa 1.84MPa
故接合面不致压碎

钢结构螺栓连接附答案（供参考）

钢结构螺栓连接附答案（供参考）钢结构练习四螺栓连接一、选择题（××不做要求）1．单个螺栓的承压承载力中，[N]= d∑t·f y，其中∑t为（ D ）。

A）a＋c＋e B）b＋dC）max{a+c+e，b+d}D）min{a+c+e，b+d}2．每个受剪拉作用的摩擦型高强度螺栓所受的拉力应低于其预拉力的（ C ）。

A）1.0倍B）0.5倍C）0.8倍D）0.7倍3．摩擦型高强度螺栓连接与承压型高强度螺栓连接的主要区别是（ D ）。

A）摩擦面处理不同B）材料不同C）预拉力不同D）设计计算不同4．承压型高强度螺栓可用于（ D ）。

A）直接承受动力荷载B）承受反复荷载作用的结构的连接C）冷弯薄壁型钢结构的连接D）承受静力荷载或间接承受动力荷载结构的连接5．一个普通剪力螺栓在抗剪连接中的承载力是（ D ）。

A）螺杆的抗剪承载力B）被连接构件（板）的承压承载力C）前两者中的较大值D）A、B中的较小值6．摩擦型高强度螺栓在杆轴方向受拉的连接计算时，（ C ）。

A）与摩擦面处理方法有关B）与摩擦面的数量有关C）与螺栓直径有关D）与螺栓性能等级无关7．图示为粗制螺栓连接，螺栓和钢板均为Q235钢，则该连接中螺栓的受剪面有（ C ）个。

A）1 B）2 C）3 D）不能确定8．图示为粗制螺栓连接，螺栓和钢板均为Q235钢，连接板厚度如图示，则该连接中承压板厚度为（ B ）mm。

A）10 B）20 C）30 D）409．普通螺栓和承压型高强螺栓受剪连接的五种可能破坏形式是：I．螺栓剪断；Ⅱ．孔壁承压破坏；Ⅲ．板件端部剪坏；Ⅳ．板件拉断；Ⅴ．螺栓弯曲变形。

其中（ B ）种形式是通过计算来保证的。

A）I、Ⅱ、ⅢB）I、Ⅱ、ⅣC）I、Ⅱ、ⅤD）Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ10．摩擦型高强度螺栓受拉时，螺栓的抗剪承载力（ B ）。

A）提高B）降低C）按普通螺栓计算D）按承压型高强度螺栓计算11．高强度螺栓的抗拉承载力（ B ）。

螺栓联接练习习题及解答.docx

习题与参考答案一、单项选择题（从给出的 A 、 B 、C、 D 中选一个答案）1当螺纹公称直径、牙型角、螺纹线数相同时，细牙螺纹的自锁性能比粗牙螺纹的自锁性能。

A. 好B. 差C. 相同D. 不一定2用于连接的螺纹牙型为三角形，这是因为三角形螺纹。

A. 牙根强度高，自锁性能好B. 传动效率高C. 防振性能好D. 自锁性能差3若螺纹的直径和螺旋副的摩擦系数一定，则拧紧螺母时的效率取决于螺纹的。

A. 螺距和牙型角B. 升角和头数C. 导程和牙形斜角D. 螺距和升角4对于连接用螺纹，主要要求连接可靠，自锁性能好，故常选用。

A. 升角小，单线三角形螺纹B. 升角大，双线三角形螺纹C. 升角小，单线梯形螺纹D. 升角大，双线矩形螺纹5用于薄壁零件连接的螺纹，应采用。

A. 三角形细牙螺纹B. 梯形螺纹C. 锯齿形螺纹D. 多线的三角形粗牙螺纹6当铰制孔用螺栓组连接承受横向载荷或旋转力矩时，该螺栓组中的螺栓。

A. 必受剪切力作用B.必受拉力作用C. 同时受到剪切与拉伸D. 既可能受剪切，也可能受挤压作用7计算紧螺栓连接的拉伸强度时，考虑到拉伸与扭转的复合作用，应将拉伸载荷增加到原来的倍。

A. 1.1B. 1.3C. 1.25D. 0.38采用普通螺栓连接的凸缘联轴器，在传递转矩时，。

A. 螺栓的横截面受剪切B.螺栓与螺栓孔配合面受挤压C. 螺栓同时受剪切与挤压D. 螺栓受拉伸与扭转作用9在下列四种具有相同公称直径和螺距，并采用相同配对材料的传动螺旋副中，传动效率最高的是。

A. 单线矩形螺旋副B. 单线梯形螺旋副C. 双线矩形螺旋副D. 双线梯形螺旋副10在螺栓连接中，有时在一个螺栓上采用双螺母，其目的是。

A. 提高强度B. 提高刚度C. 防松D. 减小每圈螺纹牙上的受力11在同一螺栓组中，螺栓的材料、直径和长度均应相同，这是为了。

A. 受力均匀B. 便于装配 .C. 外形美观D. 降低成本12螺栓的材料性能等级标成 6.8 级，其数字 6.8 代表。

连接例题

如图所示，为用四个普通螺栓连接的支架。

被连接件总厚度为45mm螺栓材料为Q235，性能等级4.6级，结合面间的摩擦因数为f=0.15，载荷Q=1000N，试确定螺栓直径？例解：从图示知本题属于受横向载荷作用的螺栓组连接。

一）受力分析：将载荷向螺栓组型心简化 ①作用在型心O 的横向载荷QQ=1000N②绕型心O 旋转的转矩TT=1000Q=1000×1000=1×106 （Nmm ）由于Q 使每个螺栓受横向载荷R QR Q =Q/4=1000/4=250NR Q 的方向与载荷Q 作用方向相同由于T 使每个螺栓受横向载荷R TR T 的方向与各螺栓到型心O 的连线垂直。

N 88422004101r 4T R 6T =⨯⨯⨯==将各螺栓的两个分力R Q 和R T 进行合成，可得合力R 1、R 2、R 3、R 4 ，其中R 2、R 3、为最大合力，根据余玄定理：=1075N二）螺栓直径的确定①根据R max 确定预紧力Fp由平衡条件知：F p m f =K f R max ，由题意知 m=1，若取K f =1.3②确定许用应力[σ]假设螺栓直径在M 16 ~M 30 之间，查表9-6，按不控制预紧力取S=3.80Q T T 2Q 2max 135cos R R 2R RR -+=）（707.0884250288425022-⨯⨯⨯-+=N mf R K F f p 931715.010753.1max=⨯==则：③定螺栓直径查设计手册[2]知：M20的粗牙普通螺纹，其公称直径为20，内径d 1=17.294>15.63mm符合强度要求，M20在假设范围之内，安全系数S 选值合理。

为统一起见，四个螺栓均采用M20的粗牙普通螺栓连接。

[]2B s mm /N 400 4.6 S=σσ=σ的螺栓，对于性能级别为式：公[]N 16.638.3240S s ==σ=σ[]mm F d p63.1516.6393173.143.141≈⨯⨯⨯=⨯≥πσπ。

螺栓联接例题

F
Fs
F
Fs f
m2
Fs
m 1
Fs：预紧力 f：摩擦系数 C：载荷系数
：联接旳不滑移条件
d1
1.3 4Fs
F：横向载荷
m：接合面个数
Fs fm cF
Fs
cF fm
铰制孔螺栓联接
Lmin
d0
p
F d0Lmin
p
F
d02
4
2、受轴向载荷旳紧螺栓联接
Fs F
预紧力 Fs 工作拉力 F pD 2 / 4
• ⑴试拟定该机构是否有曲柄；
• ⑵若以构件AB为原动件，判断此机构是否存在急回运动，若存在，试画图拟定其极位夹角θ；
• ⑶旳若位以置构；件AB为原动件，试画出该机构旳最小传动角γmin
• ⑷回答：在什么情况下机构有死点位置？
• ⑸若AB、BC、CD三杆旳长度不变，取杆AD为机架，要
取得曲柄摇杆机构，lAD旳取值范围应为何值?
单个螺栓联接旳强度计算一、松螺栓联接
F
[] d12
4
4F
F
d1
二、紧螺栓联接强度计算
特点：需要预紧
Fs
F
FS
Fs d12
T1 d13
0.5
16
4
ca 2 32 1.3
F 1.3 Fs []
d12
4
d1
1.3 4Fs
Fs 1.3系数是考虑拧紧剪应力旳影响
1、受横向载荷F旳螺栓联接
z
p 螺栓承受旳总栓联接图
d1
1.3 4F0
l
Fs l F
l Fs
b
残余预紧
Fs
Fs

螺栓联接例题(2)-螺栓部分3个不错的例题

i 1
故方案b螺栓所受最大横向力：
Fb max Fb1 F1 F21 4000 276423N 316423N . .
3)两方案比较因Famax<Fbmax，故方案比较合理
F2 F0
（2）按联接紧密性条件求所需最小预紧力
F0 F1 F1 F0 Cm F Cb C m Cm F Cb C m
F0 18502 0.2 5113 17479 N
F1 1.5 F F0 Cm F 1.5 F Cb C m Cm F 1.5 F 0.8 F 2.3F Cb C m
5）上面每个螺栓所受的总拉力F2可按式（5-18）求得 Cb F2 F0 F 6520N 0.2 2796N 7079N Cb Cm 3.确定螺栓直径选择螺栓材料为Q235、性能等级为4.6的螺栓，由表5-8查得材料屈服极限 σs=240MPa，由表5-10查得安全系数S=1.5，故螺栓材料的许用应力为：
F0 1.5 F
F0 2.3 5113 11760N 11760N F0 17479N
例3、一块矩形钢板用4个螺栓固连在宽度为250mm的槽钢上，螺栓的布置有（a）、（b）两种方案，如图所示。已知载荷FΣ=16000N， l=425mm， a=75mm， b=60mm。设钢板和槽钢的摩擦系数f=0.12，防滑系数Ks=1.2。试问：若采用铰制孔螺栓，试比较哪种螺栓布置方案合理
s
ca
S 1.3F2 4 d12

240 160MPa 1.5 , F2
d12 13.8352 160
4 1.3 4 1.3
18502 N
3.求预紧力F0允许的范围

例题6 普通螺栓连接的设计

试设计图1所示普通螺栓连接。

柱翼缘板厚度为10mm ，连接板厚度为8mm ，钢材为Q235-B ，荷载设计值F=150kN ，偏心矩e =250mm 。

若螺栓排列为竖向排距2X 1=120mm ，竖向行距y 2=80mm ，竖向端距为50mm ，试选C 级螺栓规格。

图1偏心受剪的螺栓群[解]螺栓群中受力最大的点为1、2二点的螺栓，1点螺栓所受的剪力N 1T 计算如下：2222222211222112211106(48416)16401502537.51037.5161036.6164037.5161013.71640150151046.i i Tx i i Ty i iF T x y cm T F e kN m T y N kN x y Tx N kN x y F N kN n N Σ+Σ=×+×+×=×===××===Σ+Σ××===Σ+Σ======i i i 5kN为求所需螺栓直径，首先要确定C 级螺栓的抗剪和承压强度设计值。

由附表1.4查得： 22140/,305/b b v c f N mm f N mm ==。

则可分别由公式24b b v vv d N n f π=和b bc c Nd t f =∑i 求出所需的螺栓直径：受剪所需直径20.6v d mm ≥== 承压所需直径3146.51019.18305T c b c N d mm t f ×≥==Σ×i 故取d =22mm 的C 级螺栓可满足强度要求。

图中螺栓排列构造均大于中距3d =66mm ，边距2d =44mm ，符合构造要求。

螺栓连接例题

一受轴向外载荷F ＝1000 N 的紧螺栓联接，螺栓的刚度为C 1，被联接件的刚度为C 2，且2C ＝81C ；预紧力F 0＝1000 N 。

试求螺栓中的总拉力2F 和被联接件中的残余预紧力F 1。

螺栓总拉力N 11.11110008100002=⨯++=++=bb b b b C C C F Cm C C F F 被联接件中剩余预紧力N 1.111100088100001=⨯+-=+-=mb m m b m C C C F C C C F F用4个M12普通螺钉把板1固定在零件3上，零件1与3之间有摩擦片2，各零件之间摩擦系数μ=0.13，螺钉强度级别为5.6级，σS MPa =300，安全系数S =4.5；防滑系数(可靠性系数)K f =解：向螺栓组形心简化T F =⨯175，F F Q = F Tr r T nr F F T i ===⨯=∑max ()()().2175425175[][]N .7205)203.14/()5.4/300(5.4/300)/()203.14(5.4/300)/()3.14(2013.0/23.1/225.075.125.04//212121max f P T max P =⨯⨯ ⨯ ⨯⨯= '⨯==⨯=='=+=+====d F d F d F F F F K F FF F F F F FF n F F ππσπσμ≤≤≤图示轴承盖用4个螺钉固定于铸铁箱体上，已知作用于轴承盖上的力F Q ＝10.4kN ，螺钉材料为Q235钢，屈服极限MPa 240S =σ，取残余预紧力F 1为工作拉力的0.4倍，不控制预紧力，取安全系数[]4=S ，求螺栓所需最小直径。

许用拉应力[][]σσ===S S MPa S 240460 4个螺钉，z ＝4，每个螺钉的工作载荷F F z ===Q 2600 N 104004剩余预紧力F "＝0.4F =0.4⨯2600=1040 N 故得螺钉中总拉力N 6403104026000=+=''+=F F F按强度条件，螺栓小径[]mm 021.106036403.143.14)(0c 1=⨯ ⨯⨯= ⨯σF d d ≥或解：将载荷向螺栓组形心简化为：mm N 104224100004Q ⋅⨯⨯=⨯='=O O F MN 10000==Q QF F ' N 25004/10000/QP =='=n F F N 3.83)21204/(104242max Mmax =⨯⨯⨯⨯==∑i r Mr FN 3.25833.832500Mmax P =+=+=∑F F F图示螺栓联接中，采用两个M16（小径m m 835.131=d ，中径d 214701=.mm ，）的普通螺栓，螺栓材料为45钢，8.8级，σS MPa =640，联接时不严格控制预紧力（取安全系数[]S S =4，被联接件接合面间的摩擦系数f =0.2。

螺纹连接20题

1．一厚度δ=12mm的钢板用4个螺栓固连在厚度δ1=30mm的铸铁支架上，螺栓的布置有（a）、（b）两种方案，如图所示。

已知：螺栓材料为Q235，[σ]=95MPa、[τ]=96MPa，钢板[σ]P=320MPa，铸铁[σ]P1=180MPa，接合面间摩擦系数f=0.15，可靠性系数K f =1.2，载荷FΣ=12000N，尺寸l=400mm，a=100mm。

托架螺栓组联接（1）试比较哪种螺栓布置方案合理？（2）按照螺栓布置合理方案，分别确定采用普通螺栓连接和铰制孔用螺栓连接时的螺栓直径。

解题分析：本题是螺栓组连接受横向载荷和旋转力矩共同作用的典型例子。

解题时，首先要将作用于钢板上的外载荷FΣ向螺栓组连接的接合面形心简化，得出该螺栓组连接受横向载荷FΣ和旋转力矩T两种简单载荷作用的结论。

然后将这两种简单载荷分配给各个螺栓，找出受力最大的螺栓，并把该螺栓承受的横向载荷用矢量叠架原理求出合成载荷。

在外载荷与螺栓数目一定的条件下，对不同的螺栓布置方案，受力最大的螺栓所承受的载荷是不同的，显然使受力最大的螺栓承受较小的载荷是比较合理的螺栓布置方案。

若螺栓组采用铰制孔用螺栓连接，则靠螺栓光杆部分受剪切和配合面间受挤压来传递横向载荷，其设计准则是保证螺栓的剪切强度和连接的挤压强度，可按相应的强度条件式，计算受力最大螺栓危险剖面的直径。

若螺栓组采用普通螺栓连接，则靠拧紧螺母使被连接件接合面间产生足够的摩擦力来传递横向载荷。

在此情况下，应先按受力最大螺栓承受的横向载荷，求出螺栓所需的紧力；然后用只受预紧力作用的紧螺栓连接，受拉强度条件式计算螺栓危险剖面的直径d1；最后根据d1查标准选取螺栓直径d，并根据被连接件厚度、螺母及垫圈厚度确定螺栓的标准长度。

解题要点：1．螺栓组连接受力分析（1）将载荷简化将载荷FΣ向螺栓组连接的接合面形心O点简化，得一横向载荷FΣ=12000N和一旋转力矩T=F Σl=12000×400=4.8×106N·mm（图解一）。

钢结构螺栓连接计算例题课件

螺栓的性能等级
螺栓公称直径（mm）
M16
M20
M22
M24
M27
M30
8.8
80
125
150
175
230
280
10.9
100
155
190
225
290
355
一个高强螺栓设计预拉力P值（kN）
表3-10
4.高强度螺栓摩擦面抗滑移系数
连接板接触面之间摩擦力的大小与摩擦系数有关, 称为抗滑移系数, 与表面处理方式有关。
解: 思路: 先假定力矩对于螺栓群形心旋转，判断最上面一排螺栓是否受压，如果出现受压，表明假定有错。
N
5×100
50
50
1
6
M
N1M
N6M
N1N
N6N
则: 6号螺栓受力
1号螺栓受力
螺栓群受力 N+Ne
可以计算1号螺栓
200
250
e
450
320
N=450-200 =250kN
e4
e4
6e1
e2
2
2
1
1
N
N
+ + + + + + + +
+ + +
+ + + + + + + +
+ + +
e4
e4
6e1
N
N
螺栓数可以≥6.7即可, 所以取7个
螺栓布置如图所示。
净截面强度
在1-1断面:

螺栓连接例题

普通螺纹基本尺寸表（第一系列）
公称直径d 24 30 36 中径d2 22.051 27.727 33.402 小径d1 20.752 26.211 31.670 螺距p 3 3.5 4
42
48
39.077
44.725
37.129
42.587
4.5
5
1、计算螺栓所需要的预紧力
D0 F0 f z K sT 2 7 2KsT 2 1.2 10 F0 50000N fD0 z 0.12 500 8
• 4、校核螺栓的强度
ca
1.3F2 4 1.3 12252 .21 54.48 MPa 50 MPa 2 2 d1 19.294 4
• 故螺栓强度不足
卷筒与齿轮用普通螺栓连接在一起（螺栓个数 Z=8），轴不旋转，卷筒与齿轮在轴上旋转，已知卷筒所受旋转力矩T=107Nmm，螺栓分布直径 D0=500mm，卷筒与齿轮接合面间摩擦系数 f=0.12，防滑系数Ks =1.2，螺栓材料的屈服极限 σS=300Mpa，安全系数S=3。试设计该螺栓组的螺栓直径。
Smin 240 160 MPa S 1.5
所以螺栓的小径d1
d1 4 1.3F2

4 1.3 5900 7.8 mm 160
解：1、求单个螺栓所受的预紧力 F0
2、求该连接允许传递的载荷由公式： fF0 zi K s FΣ
得：
F
fF0 zi FΣ 24080N Ks
• 气缸盖的螺栓连接。已知气缸的直径D＝ 400mm，气缸内气体的压强 p 在0 ~ 0.6MPa • 的范围内循环变化，采用16个M22的螺栓（d1＝19.294mm），其残余预紧力， • F1 1.6F 螺栓的许用应力［σ］＝ 50MPa，求螺栓所受的总拉力F2等于多少？并校核螺栓的强度是否足够？

螺栓连接例题

I-I 截面净截面面积为 201324.1)15.2125()(cm t d n b A I n =⨯⨯-=-= II-II 截面净截面面积为22201221146.294.1]15.235.75.4)13(52[])1(2[cm t d n e a n e A II n =⨯⨯-+-+⨯=-+-+=III-III 截面净截面面积为 2098.284.1)15.2225()(cm t d n b A III IIIn =⨯⨯-=-= 三个截面的承载设计值分别为I －I 截面：kN N f A N In 68868800021510322==⨯⨯== II －II 截面：kN N f A N IIn 4.6336334002151046.292==⨯⨯== III －III 截面：因前面I －I 截面已有n 1个螺栓传走了（n 1/n ）N 的力，故有f A N nn II n =-)1(1kN N nn f A N II n 701701000)9/11(2151098.28)1(21==-⨯⨯=-=构件所能承受的最大轴心力设计值按II －II 截面kN N 4.633= 三、连接盖板所能承受的轴心力设计值（按V-V 截面确定）kNN f A N cm t d n b A vnV v n 1.6386381002151068.2968.298.02)15.2325()(220==⨯⨯===⨯⨯⨯-=-=通过比较可见，接头所能承受的最大轴心力设计值应按构件II －II 截面的承载能力取值，即kN N 4.633m ax =。

再者，若连接盖板不取2块8mm 厚钢板而去2块7mm ，即与构件等厚，则会因开孔最多其承载力最小。

9.试计算下图所示连接中C 级螺栓的强度。

已知荷载设计值F=60KN,螺栓M20,孔径21.5mm, ƒb v =130N/mm 2, ƒb c =305 N/mm 2.cm kN V N T cm e kN V cm e kN N ex ey y x ⋅=⨯+⨯=+===⨯===⨯=100818365.7485.7,36605318,486054扭矩T 作用下螺栓“1”承受的剪力在x ，y 两方向的分力：kN y x Tx N kN y x Ty N i i T y i i T x 51.155.74545100826.235.74545.71008222211222211=⨯+⨯⨯=+==⨯+⨯⨯=+=∑∑∑∑轴心力N 、剪力V 作用下每个螺栓承受的水平和竖直剪力：9436 1244811kN n V N kN n N N Vy N x ======螺栓“1”承受的合力：不满足）(8.4094.42)951.15()1226.23( )()(m in 22211211m ax kN N kN N N N N N b V y T y N x T x =>=+++=+++=7.若上题的拼接接头改用10.9级M20磨擦型高强度螺栓，接触面处理采用钢丝刷清除浮锈。

螺栓联接例题1汇总

120MPa , 试求螺栓小径.
P H
L
L
解：1、将外力P 移至接合面形心
P H
M P
L
L
横向载荷P
倾覆力矩 M PH
2、求工作拉力F
H F
P
M P
L
L
F
F M P H 800 120 600N
ZL ZL
2 80
3、按不滑移条件求预紧力 QP 不滑移条件：
QP f Z i KSP
F
2、求总拉力F0
F0 Fs F 1.5F F
p
D
2.5F 4185N
3、求螺栓小径
d1
1.3 4 F0
1.3 4 4185
160
6.58mm
例3：图示支座用2个螺钉联接,已知P=800N， H=120mm,L=80mm, 取摩擦系数 f=0.15, 防滑
系数 KS 1.2, Cb Cb Cm 0.3,
300
19.08mm 扩展提示：当两个螺栓水平放置时也要会算。
L
P
a
例2:图示气缸盖用6个普通螺栓联接,已知气缸
压力p=2MPa，D=80mm,取
Fs 1.5F ,
160MPa , 试求: 螺栓小径；
p D
解：1、求工作拉力FE
D 2
802
F
F
p
4
2
4
Z
6
1674N
6 F
P1
Cb Cm Cm P1
F1 Z P1
QP, Z
变形
150
Fmax
F1
P1
M
P2
▲
P1 P2
P
工作拉力 F F1 Fmax

螺纹连接例题与测试题

[例2] 有一轴承托架用4个普通螺栓固连于钢立柱上，托架材料为HT150，许用挤压应力[σ]P=60MPa，螺栓材料强度级别6.8级，许用安全系数[s]=4，接合面间摩擦系数f=0.15，可靠性系数K S=1.2，螺栓相对刚度2.0211=+CCC，载荷P=6000N，尺寸如例图2.5所示，设计此螺栓组连接。

[解]1．螺栓组受力分析如例图2．5所示，载荷p可分解为：横向载荷P y=Pcos30°=6000cos30°=5196 N (铅垂向下) 轴向载荷P x=Psin30°= 6000sin30°= 3000 N (水平向右) 倾覆力矩M = P x×180+ P y×420=3000×180+5196×420= 2.722×610N·mm显然该螺栓组连接受横向载荷P y、轴向载荷P x和倾覆力矩M三种简单载荷的共同作用。

(1)确定受力最大螺栓的轴向工作载荷。

首先确定在轴向载荷P x作用下，每个螺栓受到的轴向工作载荷N PF xP750 430004= ==然后确定在倾覆力矩M的作用下，每个螺栓受到的轴向工作载荷由公式（11-33）P273为显然，上部螺栓受力最大，其轴向工作载荷为F=F P+F M=750+3240=3990 N(2)确定螺栓的预紧力F’。

①由托架不下滑条件计算预紧力F’，该螺栓组连接预紧后，受轴向载荷P x作用时，其接合面间压紧力为剩余预紧力F”，而受倾覆力矩M作用时，其接合面上部压紧力减小，下部压紧力增大，故M对接合面间压紧力的影响可以不考虑。

固此，托架不下滑的条件式为式中 P y ——横向载荷，P y =5196N ；F P ——螺栓所受的由P x 引起的轴向工作载荷，F P =750N ；f ——接合面问摩擦系数，f=0.15；K s ——可靠性系数， K s =1.2；②由接合面不分离条件公式(11-35)p273计算预紧力F ’。

螺栓连接例题解析

• F1 1.6F 螺栓的许用应力［σ］＝ 5少0M？P并a校，核求螺螺栓栓的所强受度的是总否拉足力够F2等？于多
• 解：1、单个螺栓所承受的工作拉力
D2 p 4002 0.6
F 4 4
4712.39N
Z
16
• 2、单个螺栓所承受的残余预紧力
F1 1.6F 1.6 4712 .39 7539 .82 N
• F=FQ/z=5400/6=900N=Fmax
• 2）在横向载荷FR的作用下连接结合面可能产生滑移，由于轴向载荷FQ的作用，结合面间的压紧力为残余预紧力F1，故有
• 根据结合面不滑移条件：
FQ
• zfF1≥KsFR
F1
KsFR zf
1.25000 5000N 6 0.2
FR
O
FQ
3）计算螺栓的总拉力F2
2 1
σ
4 1.3
36120N
2、求该连接允许传递的载荷 F
由公式： fF0 zi KsFΣ
得：
FΣ
fF0 zi Ks
24080N
• 气缸盖的螺栓连接。已知气缸的直径D＝ 400mm，气缸内气体的压强 p 在0 ~ 0.6MPa
• 的范围内循环变化，采用16个M22的螺栓（d1＝19.294mm），其残余预紧力，
F 2
F
F 2
图示螺栓连接中采用两个M20的普通螺栓连接，
其小径
, 许用d拉1 应力17.294mm
，被
连接件σ接 2合00面M间Pa的摩擦系数
,防滑系
数 f 0.2 荷。
，试K计s 算该1.2连接允许传递的载
FΣ
解：1、求单个螺栓所受的预紧力 F0
1.
由公式：

钢结构螺栓连接计算例题

f ——连接板钢材抗拉强度设计值
b ——截面宽
ni ——截面上的螺栓数
d0 ——螺孔直径
t ——板厚
1
2 +
+ e4 +
+
② 螺栓为错列排列 N
+
+
+
+
+
+
N
时的验算
+
6e1 +
+
+
+
+
+
+
+2
1 e2
+ e4 +
+
1
除对1-1截面（绿
2 +
+ e4 +
+
线）验算外，还应对 N
+
+
+
+
+
+
N
2-2截面（粉红）进
4
抗压： Ncb d tfcb 208305 48800N
Nb min
min
Nvb , Ncb
48.8kN
3、设计
21
需螺栓数：
n
N Nb
min
325 48.8
6.7个
N
螺栓数可以≥6.7即可，所以取7个螺栓布置如图所示。
N 21
净截面强度
在1-1断面： An (B n1d0 )t (360 2 21.5) 8 2536mm2 在2-2断面：An (280 4 802 502 5 21.5)8 3439mm2 所以，1-1断面起控制作用： N 325103 128.2N / mm2
++