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普通螺栓连接和高强度螺栓承压型连接的工作性能

点击数:34302015-04-01 16:18:29 来源: 高强度螺栓

新闻摘要:普通螺栓连接和高强度螺栓承压型连接的工作性能 ( 1 )抗剪螺栓连接中的六种破坏形式 普通螺栓连接螺帽的拧紧程度为一般,沿螺栓杆产生的轴向拉力不大,因而在抗剪连接中虽然连接板件接 触面有一定的摩擦力,但其值甚小,

普通螺栓连接和高强度螺栓承压型连接的工作性能

( 1 )抗剪螺栓连接中的六种破坏形式

普通螺栓连接螺帽的拧紧程度为一般,沿螺栓杆产生的轴向拉力不大,因而在抗剪连接中虽然连接板件接

触面有一定的摩擦力,但其值甚小,摩擦力会迅速被克服而主要依靠孔壁承压和螺杆受剪传递荷载;

高强度螺栓承压型连接以摩擦力被克服、使螺杆受剪和孔壁承压破坏为承载力极限状态。因此在

计算中都不考虑摩擦力的存在。

图 6 -23 和图 6 -24 给出了抗剪螺栓连接六种可能的破坏形式。
抗剪螺栓连接
高强度螺栓拉剪

1 )螺栓杆被剪断(螺栓直径较小而板件较厚时,图 6 -23a 和 b )。通过计算螺栓的抗剪破坏强度来保证螺栓

杆不被剪断,计算时假设沿螺栓截面的剪应力均匀分布。

2 )钢板孔壁承压破坏(螺栓直径较大而板件较薄时,图 6 -23c)。通过计算螺栓(实际是钢板)的承压强度来保证

孔壁不会因承压而破坏,计算时假设螺栓杆和孔壁之间的承压应力沿螺栓杆直径投影面为均匀分布如图 6 -25 所示。

3 )构件被拉断或压坏(螺栓孔对构件截面的削弱过大时,图 6 -23d )。通过计算构件和连接板件的净截面强度来

保证钢板不被拉断或压坏,()计算时假设沿钢板净截面的应力均匀分布,不考虑应力集中的影响。

4 )板件块状拉、剪撕裂。当构件上有螺栓孔时,除了因截面被削弱过多而可能将构件拉断或压坏外,还有一种使构件

破坏的可能性如图 6 -24 所示。以图 6 -24 ( a )为例,角钢上有斜线的一块钢材 0123 有可能整块被拉剪而破坏,

此时角钢沿。0-1 线的纵向净截面受剪,而沿 1 -2 面上则受拉,因此称这种破坏方式为块状拉剪破坏。图 6 -24 ( b )

表示腹板的块状拉剪破坏,情况相同。此种破坏情况常发生在角钢、被切角后的槽钢或工字钢腹板当板

件厚度较薄时。

高强度螺栓的承压面积

5 )受剪撕裂(螺栓端距或螺栓孔间距过小时,图 6 一 23e)。通过采取构造措施来防止钢板受剪撕裂,

即取端距 a≥2d0 和栓距 p≥3d0

6 )螺栓弯曲变形(板叠连接厚度∑t过大)。一般限制∑t≤ 5d 就可避免螺栓的弯曲。

综上所述,在普通螺栓和承压型抗剪连接中需进行计算的是 4 项,通常是前 3 项,但对第 4

种可能的破坏形式也应引起足够重视,必要时应按规范公式进行验算(规范第 7 , 5 . 1 条)。

( 2 )抗拉螺栓连接中的撬力

抗拉螺栓连接必须通过 T 形连接件(或由双角钢组成的 T 形连接件)传力,如图 6 -26 ( a )所示。由于连

接件的相对柔性,受力后连接件的翼缘板将发生弯曲变形,如图 6 -26 ( b ) 所示,使螺栓杆承受轴心拉力 N ,

同时连接件翼缘板趾部与横梁下翼缘间产生压力 Q 。由杠杆作用产生的此压力 Q 称为撬力。由图 6 -26 ( b )

可见螺栓所受轴心拉力不是 N -F 而为N=F + Q ,即螺栓拉力大于所受荷载值。影响撬力大小的因素较多,

如连接件翼缘的刚性和螺栓的规线距离 g 的大小等,要准确计算撬力 Q 的大小,极为复杂。规范为了简化,

用降低普通螺栓轴心受拉时的强度设计值来考虑撬力的不利影响,即取用同样钢号钢材轴心抗拉强度设计值的

0 . 8 倍。如 Q235 钢的抗拉强度设计值 f=215N / m 时,而用同样钢材制成的普通螺栓抗拉强度设计值

为fbt=0.8×215 = 172N / mm2 (规范中取为 170N / mm2)。这样,以后计算中就可以不再考虑 Q 值的存在。

同时,为了减小撬力的影响,设计中宜采取适当构造措施提高连接板件的抗弯刚度,例如采用较厚的连接件翼缘板

或在同一纵行的两个螺栓间设置连接件的横向加劲肋等,如图 6 -26 ( a )中的虚线所示。

抗拉螺栓连接
对直接承受动力荷载的普通螺栓受拉连接应采用双螺帽或其他能防止螺帽松动的有效措施。
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