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普通螺栓連接和高強度螺栓承壓型連接的工作性能

點擊數:31112015-04-01 16:18:29 來源: 高強度螺栓

新聞摘要:普通螺栓連接和高強度螺栓承壓型連接的工作性能 ( 1 )抗剪螺栓連接中的六種破壞形式 普通螺栓連接螺帽的擰緊程度為一般,沿螺栓桿產生的軸向拉力不大,因而在抗剪連接中雖然連接板件接 觸面有一定的摩擦力,但其值甚小,

普通螺栓連接和高強度螺栓承壓型連接的工作性能

( 1 )抗剪螺栓連接中的六種破壞形式

普通螺栓連接螺帽的擰緊程度為一般,沿螺栓桿產生的軸向拉力不大,因而在抗剪連接中雖然連接板件接

觸面有一定的摩擦力,但其值甚小,摩擦力會迅速被克服而主要依靠孔壁承壓和螺桿受剪傳遞荷載;

高強度螺栓承壓型連接以摩擦力被克服、使螺桿受剪和孔壁承壓破壞為承載力極限狀態。因此在

計算中都不考慮摩擦力的存在。

圖 6 -23 和圖 6 -24 給出了抗剪螺栓連接六種可能的破壞形式。
抗剪螺栓連接
高強度螺栓拉剪

1 )螺栓桿被剪斷(螺栓直徑較小而板件較厚時,圖 6 -23a 和 b )。通過計算螺栓的抗剪破壞強度來保證螺栓

桿不被剪斷,計算時假設沿螺栓截面的剪應力均勻分布。

2 )鋼板孔壁承壓破壞(螺栓直徑較大而板件較薄時,圖 6 -23c)。通過計算螺栓(實際是鋼板)的承壓強度來保證

孔壁不會因承壓而破壞,計算時假設螺栓桿和孔壁之間的承壓應力沿螺栓桿直徑投影面為均勻分布如圖 6 -25 所示。

3 )構件被拉斷或壓壞(螺栓孔對構件截面的削弱過大時,圖 6 -23d )。通過計算構件和連接板件的凈截面強度來

保證鋼板不被拉斷或壓壞,()計算時假設沿鋼板凈截面的應力均勻分布,不考慮應力集中的影響。

4 )板件塊狀拉、剪撕裂。當構件上有螺栓孔時,除了因截面被削弱過多而可能將構件拉斷或壓壞外,還有一種使構件

破壞的可能性如圖 6 -24 所示。以圖 6 -24 ( a )為例,角鋼上有斜線的一塊鋼材 0123 有可能整塊被拉剪而破壞,

此時角鋼沿。0-1 線的縱向凈截面受剪,而沿 1 -2 面上則受拉,因此稱這種破壞方式為塊狀拉剪破壞。圖 6 -24 ( b )

表示槽鋼工字鋼腹板的塊狀拉剪破壞,情況相同。此種破壞情況常發生在角鋼、被切角后的槽鋼或工字鋼腹板當板

件厚度較薄時。

高強度螺栓的承壓面積

5 )鋼板受剪撕裂(螺栓端距或螺栓孔間距過小時,圖 6 一 23e)。通過采取構造措施來防止鋼板受剪撕裂,

即取端距 a≥2d0 和栓距 p≥3d0。

6 )螺栓彎曲變形(板疊連接厚度∑t過大)。一般限制∑t≤ 5d 就可避免螺栓的彎曲。

綜上所述,在普通螺栓和承壓型高強度螺栓抗剪連接中需進行計算的是 4 項,通常是前 3 項,但對第 4

種可能的破壞形式也應引起足夠重視,必要時應按規范公式進行驗算(規范第 7 , 5 . 1 條)。

( 2 )抗拉螺栓連接中的撬力

抗拉螺栓連接必須通過 T 形連接件(或由雙角鋼組成的 T 形連接件)傳力,如圖 6 -26 ( a )所示。由于連

接件的相對柔性,受力后連接件的翼緣板將發生彎曲變形,如圖 6 -26 ( b ) 所示,使螺栓桿承受軸心拉力 N ,

同時連接件翼緣板趾部與橫梁下翼緣間產生壓力 Q 。由杠桿作用產生的此壓力 Q 稱為撬力。由圖 6 -26 ( b )

可見螺栓所受軸心拉力不是 N -F 而為N=F + Q ,即螺栓拉力大于所受荷載值。影響撬力大小的因素較多,

如連接件翼緣的剛性和螺栓的規線距離 g 的大小等,要準確計算撬力 Q 的大小,極為復雜。規范為了簡化,

用降低普通螺栓軸心受拉時的強度設計值來考慮撬力的不利影響,即取用同樣鋼號鋼材軸心抗拉強度設計值的

0 . 8 倍。如 Q235 鋼的抗拉強度設計值 f=215N / m 時,而用同樣鋼材制成的普通螺栓抗拉強度設計值

為fbt=0.8×215 = 172N / mm2 (規范中取為 170N / mm2)。這樣,以后計算中就可以不再考慮 Q 值的存在。

同時,為了減小撬力的影響,設計中宜采取適當構造措施提高連接板件的抗彎剛度,例如采用較厚的連接件翼緣板

或在同一縱行的兩個螺栓間設置連接件的橫向加勁肋等,如圖 6 -26 ( a )中的虛線所示。

抗拉螺栓連接
對直接承受動力荷載的普通螺栓受拉連接應采用雙螺帽或其他能防止螺帽松動的有效措施。
主要產品:高強度螺栓、塔吊螺栓、高鐵螺栓、地鐵螺栓、內六角螺栓、細扣螺栓、焊釘、高強度螺母、鋼結構螺栓
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