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1、1,Chapter 6,Updated 9/12/2007,Richard,螺栓联接作业,第一题 图为一铸铁吊架，用2个螺栓紧固在混凝土梁上。吊架受外载荷 Q=6000 N，载荷作用位置及其联接按各部分尺寸如图所示。,1.试分析此螺栓联接可能出现的失效形式；2.设计螺栓大径d注：所采用螺栓的材料为25号钢，其性能级别为5.6级，拧紧螺母时不控制预紧力，相对刚度系数 C1/(C1+C2)=0.4；混凝土许用挤压应力p=(12.5)Mpa。,一、受力分析：将外力向螺栓组的几何中心简化轴向力 Q=6000 N弯 矩 M=QL=6000350=2.1106 Nmm,二、失效形式：在上述外载荷的作用下，
2、可能出现的失效形式：,1.右侧螺栓被栓断-不 断条件：,2.右侧接合面在 Q 和 M 作用下可能出现间隙-不松条件：,3.左侧接合面在 Q 和 M 作用下可能会被压碎-不碎条件：,三、求螺栓直径需求出螺栓上的总拉力F0，为此应先求出螺栓上的工作载荷 F 和预紧力 F，F 由不松条件和不断条件确定。,截面面积 A=200600-200200=8104 mm2,由不松条件求得的F：,由不碎条件求得的F：,可知F 在 10240,35760 范围内取值时，可以同时保证接合面不松与不碎的条件。取上述范围的中间值：F=23000 N,以下求在该预紧力F 和受力最大螺栓上的工作载荷共同作用下，螺栓的强度条
3、件。,受力最大的螺栓上的总拉力为：,求螺栓的许用应力：假设螺栓直径介于M16 M30，查表得 Ss=4 2.5，取Ss=3.5，则：,所以，螺栓的计算直径为：,可知其大径在M16 M30范围内，故上述假设有效。,本题总结：略,第二题 图示(甲图)一托架由4个螺栓固定在立柱上，载荷P=3000N，L=400mm，螺栓的相对刚度系数C1/(C1+C2)=0.4；结合面的摩擦系数s=0.2，联接可靠性系数 Kf=1.2。,若甲图联接中采用铰制孔用螺栓，求螺栓杆直径d(螺栓剪切面数m=1，许用剪切应力=130 Mpa，不考虑挤压强度。）若甲图联接形式中改用普通螺栓联接，计算螺栓小径d1(螺栓的许用拉应
4、力=200 MPa)3.若乙图联接形式中采用普通螺栓联接，计算螺栓小径dl(螺栓的许用拉应力=200 Mpa)。,甲图采用铰制孔用螺栓联接（不考虑挤压）时,一、力的简化：横向力 R=3000 N转 矩 T=RL=3000400=12106 Nmm二、单个螺栓受力：,螺栓 3 受力最大：,三、计算螺栓直径（不考虑挤压强度）：,查手册GB/T2788：该铰制孔螺栓为M6,2.甲图采用普通螺栓联接时,横向力无变化 受力最大螺栓 FSmax=3226 N,一、求预紧力F S F z m kf Fsmax Z=1 m=1 S=0.2 kf=1.2=200Mpa,M16 P=2mm，H=0.866P=0.86622=1.732d1=dc+H/6=12.66+1.732/6=12.949 mmM16 d1=13.835 故取M16,3.乙图采用普通螺栓联接时,结构形式发生变化一、受力分析：,横向力 P=3000 N弯 矩 M=P L=3000 400=1.2 106 Nmm,二、失效形式：,1.上侧螺栓不被拉断 不断条件,2.结合面上边缘缝隙 不松条件,3.结合面下边缘压碎 不碎条件,4.结合面垂直向下滑 不滑条件,本题中，亦为,三、螺栓直径：,1.由不滑条件求预紧力：,2.求最大工作载荷：,3.求受力最大螺栓上的总拉力：,4.由螺栓的拉伸强度条件求直径：,
