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电子工业洁净厂房设计-洁净厂房图片-洁净厂房加湿机

2014 年 7 月 16 日 上午 2:00

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’’ 第! 章’ 连’ ’ 接

图 !” #” !$ 受剪螺栓连接的破坏形式 !” 单个普通螺栓的受剪计算

普通螺栓的受剪承载力主要由栓杆受剪和孔壁承压两种破坏模式控制,因此应分别计算,取其小值进行设计。计算时做了如下假定:! 栓杆受剪计算时,假定螺栓受剪面上的剪应力是均匀分布的;” 孔壁承压计算时,假定挤压力沿栓杆直径平面(实际上是相应于栓杆直径平面的孔壁部分)均匀分布。考虑一定的抗力分项系数后,得到普通螺栓受剪连接中,每个螺栓的受剪和承压承载力设计值如下:

受剪承载力设计值:

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” #&

肐$’

( % %&

(!” #” ))

$ $ 承压承载力设计值:

!%*

+ $$&·% %*

(!” #” ’)

式中,#&

为受剪面数目,单剪 #& + ),双剪 #& + ’,四剪 #& + (;$ 为螺栓杆直径;$& 为在不同受力方向中一个受力方向承压构件总厚度的较小值;% %&、% %*为螺栓的抗剪和承压强度设计值,由附表 )” ( 查用。#” 普通螺栓群受剪连接计算 ())普通螺栓群轴心受剪

试验证明,螺栓群的受剪连接承受轴心力时,与侧焊缝的受力相似,在长度方向各螺栓受力

是不均匀的(图 !” #” (),两端受力大,中间受力小。当连接长度 ’)”)#$, ( 为螺孔直径)时,由 于连接工作进入弹塑性阶段后,内力发生重分布,螺栓群中各螺栓受力逐渐接近,故可认为轴心 力 ! 由每个螺栓平均分担,即所需螺栓数 # 为:

# ” !

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-./

(!” #” !)

式中,!%

-./

为一个螺栓受剪承载力设计值与承压承载力设计值的较小值。

图 !” #” ($ 长接头螺栓的内力分布

0 !” #$ 普通螺栓的构造和计算 %$

当 !! ” !#”$

时,连接进入弹塑性阶段后,各螺杆所受内力仍不易均匀,端部螺栓首先达到极

限强度而破坏,随后由外向里依次破坏。

根据试验,并参考国外的规定,我国规范规定,当 !! ” !#”$

时,应将承载力设计值乘以折减

系数:

! # !% ! $ !!

!#$”$

!$% & (’% #% ()

) ) 则对长连接,所需抗剪螺栓数为:

% # &

!&*

+,-

(’% #% #)

) ) (.)普通螺栓群偏心受剪

图 ’% #% # 示螺栓群承受偏心剪力的情形,剪力 ’ 的作用线至螺栓群中心线的距离为 (,故螺

栓群同时受到轴心力 ’ 和扭矩 ) / ’·( 的联合作用。

在轴心力作用下可认为每个螺栓平均受力,即:

&!0 # ’%

(’% #% 1)

图 ’% #% #) 偏心受剪的螺栓群

) ) 在扭矩 ) / ’·( 作用下,通常采用弹性分析,假定连接板的旋转中心在螺栓群的形心,则螺

栓剪力的大小与该螺栓至中心点距离 *+

成正比,方向则与此距离垂直(图 ’% #% #2)。由

&!3 *! , &.3 *. , . , &+3 *+ , . # )

因 &!3

*!

# &.3

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# . # &+3

*+

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得: &!3

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4 *..

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4 .)/ &!3

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最大剪力 &!3 / )*!

$*.+

/ )*!

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4$..+

将 &!3

分解为水平分力和垂直分力:

&!3- / &!3

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/ ).!

$-.+

4$..+

(’% #% &)

&!3. / &!3

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/ )-!

$-.+

4$..+

(’% #% 5)

“! 第’ 章) 连) ) 接

由此可得受力最大螺栓所承受的合力 !!

的计算式:

!! ” !”!

## $(!!#% $ !!$

) ! ” ” !%

&’(

()* +* ,)

– – 当螺栓布置在一个狭长带,即 %!!)#!

时,可假定公式()* +* .)和()* +* /)中的 #& 0 1,由此得

!!#% 0 1,!!## 0 ’%! $%”&

,计算式为:

!! 0 ’%!

$%” ( ) &

2 ( ( ) ! )

“!%

&’(

()* +* !1)

公式中的各符号见图 )* +* +。!%

&’(

为一个螺栓的受剪承载力设计值。

以上设计方法,除受力最大的螺栓外,其余大多数螺栓均有潜力。所以按公式()* )* 3)计算

轴心力 ( 作用下的螺栓内力时,即使连接长度 4 !+*1

,也不用考虑长接头的折减系数 !。

[例题 !” #]- 试设计图 )* +* + 所示普通螺栓连接。柱翼缘板厚度为 !1 &&,连接板厚度为

/ &&,钢材为 5″)+ 6 7,荷载设计值 ( 0 !+1 89,偏心矩 + 0 “+1 &&。若螺栓排列为竖向排距 “#!

0 !”1 &&,竖向行距 %” 0 /1 &&,竖向端距为 +1 &&,试选 : 级螺栓规格。

[解]- 螺栓群中受力最大的点为 !、” 二点的螺栓,! 点螺栓所受的剪力 !!#

计算如下:

$#”&

2$%”&

0 !1 ; 3″ <&” 2(= ; /” <&” 2 = ; !3″ <&”)0 ! 3=1 <&”

’ 0 (·+ 0 !+1 89 ; “+ <&

!1″ 0 ).* + 89·&

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0 ).* + 89·& ; !3 <& ; !1″

! 3=1 <&” 0 )3* 3 89

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0 ).* + 89·& ; !3 <& ; !1″

! 3=1 <&” 0 !)* . 89

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0 !+1 89

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!!# 0 !”!

## 2(!!#% 2 !!$

) ! ” 0 !)3* 3″ 2(!)* . 2 !+)” 0 =3* + 89

为求所需螺栓直径,首先要确定 : 级螺栓的抗剪和承压强度设计值。由附表 !* = 查得:, %>

0

!=1 9 &&”,, %<

0 )1+ 9 &&”。则可分别由公式()* +* !)和()* +* “)求出所需的螺栓直径:

受剪所需直径:

*> !

=!!#

!肐)> , %>

” = – =3* + – !1)

!)* != – ! – !=1 ” “1* 3 &&

– – 承压所需直径:

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$.·, %<

0 =3* + ; !1) 9

/ && ; )1+ 9 &&” 0 !,* ! &&

故取 * 0 “” && 的 : 级螺栓可满足强度要求。图中螺栓排列构造均大于中距 )* 0 33 &&,

边距 “* 0 == &&,符合构造要求。

!” $” !% 普通螺栓的受拉连接

&” 普通螺栓受拉的工作性能

沿螺栓杆轴方向受拉时,一般很难做到拉力正好作用在螺杆轴线上,而是通过水平板件传

? )* +- 普通螺栓的构造和计算 ’&

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