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1、,第三章 钢结构连接土木工程专业本科,【例3.11】设计两块钢板用普通螺栓的盖板拼接。已知轴心拉力的设计值N=325kN，钢材为Q235A，螺栓直径d=20mm（粗制螺栓）。,例3.11图,螺栓最大最小允许距离,【解】单个螺栓的承载力设计值：由附表1.3可知，,抗剪承载力设计值：,承压承载力设计值：,连接一侧所需螺栓数：,【例3.12】设计图（a）所示的普通螺栓连接。柱翼缘厚度为10mm，连接板厚度为8mm，钢材为Q235B,荷载设计值F=150kN,偏心矩e=250mm,粗制螺栓M22。,例3.12图,【解】,螺栓直径d=22mm,单个螺栓的设计承载力为：,螺栓抗剪：,构件承压：,【例3.1
2、3】牛腿用C级普通螺栓以及承托与柱连接，如下图,承受竖向荷载（设计值）F=220kN，偏心距e200mm。试设计其螺栓连接。已知构件和螺栓均用Q235钢材，螺栓为M20，孔径21.5mm。,例3.13图,【解】牛腿的剪力V=F=220kN由端板刨平顶紧于承托传递；弯矩 由螺栓连接传递，使螺栓受拉,初步假定螺栓布置如图3.63。对最下排螺栓O轴取矩，最大受力螺栓（最上排螺栓1）的拉力为：,单个螺栓的抗拉承载力设计值为：,所假定螺栓连接满足设计要求，确定采用。,【例3.14】下图为一刚接屋架支座节点，竖向力由承托承受。螺栓为C级，只承受偏心拉力。设N250kN，e=100mm，螺栓布置如图（a）所
3、示。,例3.14图,【解】螺栓有效截面的核心距,即偏心力作用在核心距以内,属小偏心受拉图(c)应由下式计算：,需要的有效面积：,采用M20螺栓，,【解】由于e=200mm117mm，应按大偏心受拉计算螺栓的最大拉应力。假设螺栓直径为M22（查附表8.1知，）并假定中和轴在上面第一排螺栓处，则以下螺栓均为受拉螺栓图（d）。由下式计算：,需要的螺栓有效面积：,【例3.15】同例3.14，但取e=200mm。,【例3.16】设下图为短横梁与柱翼缘的连接，剪力V250kN，e=120mm，螺栓为C级，梁端竖板下有承托。钢材为Q235B，手工焊，焊条E43型,试按考虑承托传递全部剪力V和不承受V两种情况
4、设计此连接。,例3.16图,【解】（1）由附表1.2和附表1.3可知，承托传递全部剪力V250kN，螺栓群只承受由偏心力引起的弯矩。按弹性设计法，可假定螺栓群旋转中心在弯矩指向的最下排螺栓的轴线上。设螺栓为M20（），则受拉螺栓数 连接中为双列螺栓，用m表示，一个螺栓的抗拉承载力设计 值为：,螺栓的最大拉力：,设承托与柱翼缘连接角焊缝为两面侧焊，并取焊脚尺寸,焊缝应力为：,式中的常数1.35是考虑剪力V对承托与柱翼缘连接角焊缝的偏心影响。,（2）不考虑承托承受剪力V，螺栓群同时承受剪力V=250kN 和弯矩 M30kNm 作用。单个螺栓承载力设计值为：,单个螺栓的最大拉力,单个螺栓的剪力,剪力
5、和拉力联合作用下：,【例3.17】试设计一双盖板拼接的钢板连接。钢材Q235B，高强度螺栓为8.8级的M20,连接处构件接触面用喷砂处理，作用在螺栓群形心处的轴心拉力设计值N=800kN,试设计此连接。,例3.17图,所需螺栓数：,螺栓排列如图右边所示,（2）采用承压型连接时由附表1.3可知，,单个螺栓的承载力设计值：,则所需螺栓数：,螺栓排列如图左边所示,【例3.18】下图所示高强度螺栓摩擦型连接,被连接构件的钢材为Q235B。螺栓为10.9级，直径20mm，接触面采用喷砂处理；图中内力均为设计值,试验算此连接的承载力。,例3.18图,【解】由表3.9和表3.8查得抗滑移系数，预拉力P=15
6、5kN。,单个螺栓的最大拉力,连接的受剪承载力设计值应按式(3.64)计算：,按比例关系可求得：,故有,验算受剪承载力设计值：,【例3.19】如图3.76所示，某节点端板（t=16mm）连接与共型柱翼缘（t=16mm），钢材为Q235B,连接用高强度螺栓为10.9级摩擦型，4M22（单个），摩擦面喷砂丸处理，抗滑移系数0.45，节点中心受水平设计拉力，斜向设计拉力，此节点按GB50017-2003中规范公式计算的抗拉、抗剪实际受力与承载力比值之和最接近下列何项数值。（A）1.0（B）1.021（C）0.828（D）0.743,例3.19图,【解】由表3.8可查得每个10.9级的M22高强度螺栓的预拉力P=190kN。按式（3.57）,故选（B）。由计算结果知道，该连接在剪力和拉力共同作用下的承载能力略显不足,应考虑加大螺栓直径或增加螺栓数量。,【例3.20】同上题条件，但改为高强度螺栓承压型连接，接触面仅要求清污除锈,考虑在螺纹处有受剪可能。按式(3.58)同时受剪受拉计算,其值为：再按式(3.59)计算，结果。,（A）1；不合格（B）0.677；不合格（C）1；合格（D）0.677；合格,【解】查附表1.3得,按式（3.58）,按式（3.59），对于单个螺栓有：,故选（D）,
