普通螺栓连接

An t[2e4 (n2 1) e12 e22 n2d0 ]
4．扭矩作用的普通螺栓群计算
首先布置螺栓，然后计算受力最大螺栓所承受的剪力，
再和
Nb min
进行比较。
螺栓群在扭矩作用下，每个螺栓均受剪,假设：
(1)被连接板件为绝对刚性时，螺栓为弹性的；
(2)被连接板件绕螺栓群形心旋转，各螺栓所受剪力大
小与该螺栓至形心距离ri成正比，其方向与连线该螺栓 至形心垂直。
T N T r N T r N T r ... N T r
11
22
33
nn
NT 1
NT 2
NT 3
...
NT n
r1
r2
r3
rn
N T N T r2 , N T N T r3 ,..., N T N T rn
2
r 1 1
N1T
y1 r1
Ty1 ri2
Ty1 xi2
yi2
N1Ty
N1T
x1 r1
Tx1 ri2
Tx1 xi2 yi2
NV 1y
V n
NN 1x
N n
N1
(
NT 1x
NN 1x
)2
N N T
V
1y
1y
2
Nb min
3.8.2 普通螺栓的抗拉连接 1. 一个普通螺拴的抗拉承载力
小于2d0；中距不宜过大，否则被连接板件间容易发生
鼓曲现象。
构造要求
中距及边距不宜过大，否则连接板件间不能紧密贴合， 潮气侵入缝隙使钢材锈蚀。
施工要求
保证一定空间，便于打锚和采用扳手拧紧螺帽。根据 扳手尺寸和工人的施工经验、规定最小中距为3d0。 根据以上要求规范规定了螺栓和铆钉的容许距离。
3.8 普通螺栓连接的工作性能和计算
3.7螺栓和铆钉连接的排列和构造要求
3.7.1 螺栓和铆钉的排列
分为并列和错列两种形式。并列比较简单整齐，布置紧 凑，连接板尺寸小，螺栓孔对构件截面削弱较大。错列 可以减小对截面的削弱，但螺栓排列松散，连接板尺寸 较大。
螺栓和铆钉在构件上的排列应考虑以下要求：
受力要求
垂直于受力方向：受拉构件各排螺栓的中距及边距不 能过小，以免使螺栓周围应力集中相互影响，钢板截 面削弱过多，降低其承载能力。在顺力作用方向：端 距应按被连接件材料的抗挤压及抗剪切等强度条件确 定，以使钢板在端部不致被螺栓冲剪破坏，端距不应
第③种破坏形式属于构件的强度计算；第④种破坏形式 由螺栓端距≥2d0来保证。因此，抗剪螺栓连接的计算只 考虑第①、②种破破形式。
2. 一个普通螺栓的抗剪承载力
普通螺栓连接的抗剪承载力，应考虑螺栓杆受剪 和孔壁承压两种情况。
假定螺栓受剪面上的剪应力均匀分布，一个抗剪 螺栓的抗剪承载力设计值为
N
b v
nv
d 2
4
f
b v
n=v4—；受d—剪螺面栓数杆目直，径单(剪螺n栓v=的1，公双称剪直n径v=)；2，f v四b —剪螺n栓v
抗剪强度设计值。
螺栓的实际承压应力分布情况难以确定，简化计算， 假定螺栓承压应力分布于螺栓直径平面上，且假定 该承压面上的应力为均匀分布，则一个抗剪螺栓的 承压承载力设计值式为
1.1 l1
150 d0
l1＞60d0时，η=0.7。
则所需抗剪螺栓数为 n
N
N
b m
in
构件截面验算 N f
An
板件 1-1截面 N
2-2截面 N n1 N
3-3截面
N
n n1n2
N
n
1-1截面受力最大
An t(B n1d0 )
n
N
N
b m
in
拼接板
3-3截面受力最大 An 2t1(B n3d0) 错列螺栓排列，需验算正交截面和折线截面的强度
3.8.1 普通螺栓的抗剪连接 1. 抗剪连接的工作性能 抗剪连接是最常见的螺栓连接。抗剪试验可得试件上a、 b两点间的相对位移δ与作用力N的关系曲线。试件由零载 一直加载至连接破坏的全过程，经历三个阶段。
(1)弹性阶段 O1斜直线段：加荷 之初，连接中剪力较小，荷载靠 板件间接触面的摩擦力传递，螺 栓杆与孔壁间的间隙保持不变， 处于弹性阶段，板件间摩擦力大 小取决于拧紧螺帽时螺杆中的初 始拉力，普通螺栓的初应力很小。 此阶段很短，可略去不计。
轴心力N由每个螺栓平均分担，螺栓数n
n
N Nmb in
N
b m
in
—一个螺栓抗剪承载力设计值与承压承载力设计值的
较小值
当l1＞l5d0时，连接工作进入弹塑性阶段后，各螺杆所
受内力不易均匀，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。为防止端部螺栓提前破坏，因
此，当l1＞l5d0 时，螺栓的抗剪和承压承载力设计值应 乘以折减系数η予以降低：
荷载继续增加，此阶段即使给荷载 很小的增量，连接的剪切变形也迅 速加大，直到连接的最后破坏。曲 线的最高点“4”所对应的荷载即为 普通螺栓连接的极限荷载。
螺栓抗剪连接达到极限承载力时，可能的破坏形式： ①栓杆直径较小时，栓杆可能先被剪断； ②栓杆直径较大、板件较薄时，板件可能先被挤坏，栓 杆和板件的挤压是相对的，也把这种破坏叫做螺栓承压 破坏； ③板件截面可能因螺栓孔消弱截面太多而被拉断； ④端距太小，端距范围内的板件有可能被栓杆冲剪破坏。
N
b c
d
tf
b c
t —在同一受力方向的承压构件的较小总厚度；
f
b c
—螺栓承压强度设计值。
3.轴心剪力作用的普通螺栓群计算
试验表明，螺栓群承受轴心剪力时，螺栓群在长度方向
各螺栓受力不均匀，两端大，中间小。当沿受力方向的
连接长度l1≤15d0时，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均匀，故可认为
3
r 1 1
n
r 1 1
T
NT 1 r1
Байду номын сангаас
(r12
r2 2
r2 3
...rn2 )
NT 1 r1
r2 i
N T Tr1
Tr1
1
r2
x2 y2
i
i
i
N T Ty1
1
y2
i
N N T
b
1
min
5.扭矩、剪力和轴心力共同作用的普通螺栓群计算 先布置螺栓，再进行验算。
N1Tx
(2)相对滑移阶段 12水平线段：荷 载增大，剪力达到摩擦力最大值， 板件间产生相对滑移，其最大滑 移量为螺栓杆与孔壁之间的间隙， 直至螺栓杆与孔壁接触。
(3)弹塑性阶段 荷载继续增加，连 接所承受的外力主要靠螺栓与孔壁 接触传递。螺栓杆除主要受剪力外， 还承受弯矩和轴向拉力，孔壁受到 挤压。螺杆的伸长受到螺帽的约束， 增大了板件间的压紧力，使板件间 的摩擦力随之增大，所以曲线呈上 升状态。达到“3”点时，螺栓或连 接板达到弹性极限。