【正文】 M M M 1 2 3 4 y1 y2 N1 N2 N3 N4 受壓區(qū) 中和軸 )833(2211 ????? nn yNyNyNM ?由力學(xué)可得： )823(332211 ????nnyNyNyNyN ?)843(1211 ??????niiyyMN因此，設(shè)計(jì)時(shí)只要滿足下式即可： )853(1 ?? btNN偏心拉力作用下 偏心力 作用下的高強(qiáng)度螺栓連接，螺栓最大拉力不應(yīng)大于 ，以保證板件緊密貼合，端板不會(huì)被拉開，所以摩擦型和承壓型均可采用以下方法 （ 疊加法 ） 計(jì)算 : )863(12111 ?????????btniiM NyyMnNNnNNN e 1 2 3 4 M=N?e N y1 y2 N1 N2 N3 N4 中和軸 M作用下 N作用下 四、高強(qiáng)度螺栓群在拉力和剪力共同作用下的連接計(jì)算 N V nVNv ?單個(gè)螺栓所受的剪力： 單個(gè)螺栓所受的拉力： nNNt ?1 2 3 4 N V N作用下 V作用下 Ⅱ 、對(duì)于高強(qiáng)度螺栓 承壓型 連接應(yīng)滿足： Ⅰ 、對(duì)于高強(qiáng)度螺栓 摩擦型 連接應(yīng)滿足： 1?? bvvbttNNNN122??????????????????bttbvvNNNNbcvNN ?所以： 五、高強(qiáng)度螺栓群在拉力、彎矩和剪力共同作用下的 連接計(jì)算 采用高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接時(shí) 1號(hào)螺栓在 N、 M作用下所受拉力如前所述應(yīng)滿足： M N V PNyyMnNN btniit 1211 ???????1 2 3 4 M=N?e N y1 y2 N1 N2 N3 N4 中和軸 M作用下 N作用下 V V作用下 對(duì)于高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接，在拉力和剪力共同作用下，單栓抗剪承載力如前所述為： nVNNvv ??1單個(gè)螺栓所受的剪力： 111 ?? bvvbttNNNNPnN fbv ??? ?PN bt ?上式中 : 采用高強(qiáng)度螺栓承壓型連接時(shí) 螺栓的強(qiáng)度計(jì)算公式： nVNv ?1單個(gè)螺栓所受的剪力： 單個(gè)螺栓所受的最大拉力： ?????niityyMnNN121112121 ??????????????????bttbvvNNNN: 1bcvNN ?且M N V 1 2 3 4 M=N?e N y1 y2 N1 N2 N3 N4 中和軸 M作用下 N作用下 V V作用下 167。拼接板寬度；螺栓孔直徑；鋼材強(qiáng)度設(shè)計(jì)值其中：???????????11010212,2,。?考慮孔前傳力 50%得： 連接一側(cè)的螺栓總數(shù)。 二、高強(qiáng)度螺栓群的抗剪計(jì)算 軸心力作用 假定各螺栓受力均勻，故所需螺栓數(shù)： 對(duì)于摩擦型連接： bvNNn ?對(duì)于承壓型連接： bNNnm i n?N N N N b t t1 b1 高強(qiáng)度螺栓群軸心力作用下 ,為了防止板件被拉斷尚應(yīng)進(jìn)行板件的凈截面驗(yàn)算 . A、高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接 主板的危險(xiǎn)截面為 11截面。 （ 1）高強(qiáng)度螺栓 摩擦型 連接 盡管當(dāng) Nt≤P時(shí)，栓桿的預(yù)拉力變化不大，但由于 μ 隨 Nt的增大而減小 ，且隨 Nt的增大板件間的擠壓力減小，故連接的抗剪能力下降。 )693(1 ?????bptf AANPP 計(jì)算表明，當(dāng)栓桿的外加拉力 Nt小于于 ， Nt增加很少，因此可認(rèn)為此時(shí) Nt基本不變。 nf— 傳力摩擦面數(shù)目 。 d) 附加安全系數(shù) 。 特點(diǎn)：施工簡(jiǎn)單、技術(shù)要求低易實(shí)施、質(zhì)量易保證等 高強(qiáng)度螺栓的施工要求： 由于高強(qiáng)度螺栓的承載力很大程度上取決于螺栓桿的預(yù)拉力，因此施工要求較嚴(yán)格： 1）終擰力矩偏差不應(yīng)大于 177。 高強(qiáng)度螺栓預(yù)拉力的建立方法 通過擰緊螺帽的方法，螺帽的緊固方法： A、轉(zhuǎn)角法 施工方法： 初擰 — 用普通扳手?jǐn)Q至不動(dòng)，使板件貼緊密； 終擰 — 初擰基礎(chǔ)上用長(zhǎng)扳手或電動(dòng)扳手再擰過一定的 角度，一般為 120o~180o完成終擰。 承托與柱翼緣的 連接角焊縫 按下式計(jì)算： )613( ???? ? wfewf fhlN??式中： α — 考慮剪力對(duì)角焊縫偏心影響的增大系數(shù)， 一般取 α =~； 其余符號(hào)同前。 顯然 ‘ 1’號(hào)螺栓在 M作用下所受拉力最大 )533(2211 ????? nn yNyNyNM ?由力學(xué)及假定可得： )523(332211 ????nnyNyNyNyN ?M 刨平頂緊 承托 (板 ) M 1 2 3 4 受壓區(qū) y1 y2 y3 N1 N2 N3 N4 中和軸 由式 352得 : 將式 354代入式 353得 : )543(1131132112 ??????? nn yyNNyyNNyyNN ?；；? ? )553(12112222111 ???????? ??niin yyNyyyyNM ?)563(1211 ??????niiyyMN因此，設(shè)計(jì)時(shí)只要滿足下式，即可： )573(1 ?? btNN(五） 普通螺栓群在偏心拉力作用下 （大偏拉） 偏心力 作用下普通螺栓連接，可采用偏于安全的設(shè)計(jì)方法，即 疊加法 。 連接件剛度越小撬力越大 。1222。主板寬度；危險(xiǎn)截面上的螺栓數(shù)；螺栓孔直徑；鋼材強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；式中：截面：’’對(duì)于截面：對(duì)于??????????????????????????tbmdftdmccmcAtdmbAfANnnn00222140。主板寬度；危險(xiǎn)截面上的螺栓數(shù)；螺栓孔直徑；鋼材強(qiáng)度設(shè)計(jì)值???????????tbmdftdmbAfANnn001,1,。 bNNnm i n?所以，連接所需螺栓數(shù)為： 當(dāng) l115d0(d0為孔徑 )時(shí)，連接進(jìn)入彈塑性工作狀態(tài)后，即使內(nèi)力重新分布 ,各個(gè)螺栓內(nèi)力也難以均勻，端部螺栓首先破壞 ,然后依次破壞。 N δ O 1 2 3 4 a b N N/2 N/2 Nu （ 1）螺栓桿被剪壞 栓桿較細(xì)而板件較厚時(shí) （ 2）孔壁的擠壓破壞 栓桿較粗而板件較薄時(shí) （ 3）板件被拉斷 截面削弱過多時(shí) 以上破壞形式予以計(jì)算解決。栓桿受剪力、拉力、彎矩作用，孔壁受擠壓。 ?型鋼構(gòu)件拼接采用高強(qiáng)螺栓連接時(shí)，為保證接觸面緊密，應(yīng)采用鋼板而不能采用型鋼作為拼接件； 167。 （ 2）構(gòu)造要求； 螺栓的邊距和中距不宜太大，以免板件間貼合不密，潮氣侵入腐蝕鋼材。 A、 B級(jí) 精制螺栓，性能等級(jí)為 。因此焊接殘余應(yīng)力對(duì)結(jié)構(gòu)的疲勞強(qiáng)度 有明顯的不利影響 。 B、當(dāng)截面上沒有焊接殘余應(yīng)力時(shí)，在 N作用下應(yīng)變?cè)隽繛椋? EtBN?????2? 另外，對(duì)于軸心受壓構(gòu)件，焊接殘余應(yīng)力使其撓 曲剛度減小，降低壓桿的穩(wěn)定承載力（詳見第五章）。因此，除了橫向和縱向焊接殘余應(yīng)力 σ x,σ y 外，還存在沿厚度方向的焊接殘余應(yīng)力 σ z，這三種應(yīng)力形成同號(hào) (受拉 )三向應(yīng)力，大大 降低連接的塑性 。焊縫冷卻時(shí)，后焊焊縫的收縮受先焊焊縫的限制而產(chǎn)生拉應(yīng)力，而先焊焊縫產(chǎn)生壓應(yīng)力，因應(yīng)力自相平衡，更遠(yuǎn)處焊縫則產(chǎn)生拉應(yīng)力；應(yīng)力分布與施焊方向有關(guān)。高溫鋼材膨脹大，但受到兩側(cè)溫度低、膨脹小的鋼材限制，產(chǎn)生 熱態(tài)塑性壓縮 ，焊縫冷卻時(shí)被 塑性壓縮 的焊縫區(qū)趨向收縮，但受到兩側(cè)鋼材的限制而產(chǎn)生拉應(yīng)力 。 3－ 5 焊接應(yīng)力和焊接變形 一、焊接殘余應(yīng)力的分類及其產(chǎn)生的原因 焊接殘余應(yīng)力的分類 A、 縱向焊接殘余應(yīng)力 — 沿焊縫長(zhǎng)度方向 。 N N l w t A 當(dāng) 不滿足 上式時(shí)，可采用斜對(duì)接焊縫連接如圖 B。 C=~2mm （ a） C=2~3mm （ b） α C=2~3mm （ C） α p （ d） C=3~4mm p C=3~4mm p （ e） C=3~4mm p （ f） V形、 U形坡口焊縫單面施焊，但背面需進(jìn)行補(bǔ)焊； 對(duì)接焊縫的 起、滅弧點(diǎn)易出現(xiàn)缺陷 ，故一般用 引弧板 引出，焊完后將其切去；不能做引弧板時(shí)，每條焊縫的 計(jì)算長(zhǎng)度等于實(shí)際長(zhǎng)度減去 2t1， t1— 較薄焊件厚度； 當(dāng)板件厚度或?qū)挾仍谝粋?cè)相差大于 4mm時(shí)，應(yīng)做坡度不大于 1:(靜載 )或 1:4(動(dòng)載 )的斜角，以平緩過度， 減小應(yīng)力集中 。 對(duì)接焊縫的構(gòu)造與計(jì)算 對(duì)接焊縫的焊件常做坡口，坡口形式與 板厚 和施工條件 有關(guān)。 x x h h2 B B’ A h1 M e F V M 注：驗(yàn)算點(diǎn) A、 B B’ 對(duì)于 B點(diǎn)： ????? 2,2,22 weffBwfB lhVhIM ???wffBffB f?????????? 2