螺栓联接习题课23页PPT

kf F 1 .2 3226 S max N F 19356 0 .2 1 1 s zm 4 1 .3 19356 4 1 .3 19356 d 12 .66 c 200
第二题 M16 P=2 H=0.866P=0.86622=1.732 d1=dc+H/6=12.66+1.732/6=12.949 M16 d1=13.835 故取M16
2 上式中不应再有相对刚度系数,否则又是单个螺栓的F ” 的概念
3 确定F’ 时,不松与不碎均是边界/临界条件,应分别由不松和不碎条件求出F’ 的 最小值与最大值, F’ 在此区间内取中间值, 然后代入不断条件, 即可得到一般 解. 由于已经在范围内取值,无需验算结合面的情况.
第一题 如图为一铸铁吊架，用两只螺栓紧固在混凝土梁 上。吊架受外载荷 P=6000N，载荷作用位置及其 联接按各部分尺寸如图所示
第一题 二、可能出现的失效形式 1. 右侧螺栓被栓断—不断条件
dc பைடு நூலகம் 1.3F0 1/ 4 [ ]
2.右侧接合面在Q和M作用下 可能出现间隙 不松条件— PF -PQ-PM＞0 3. 左侧接合面在F和M作用下可能被压碎 不碎条件—PF -PQ+PM≤[P]
第一题 截面面积 A=200×600-200×200=8×104Nmm 1 3 3 b h h 3 3 3 3 b h h 200 600 200 12 W h / 2 6 h 6 600 7 3 7 3 1 . 155 10 mm 1 . 16 10 mn
第一题 三、验算不断条件 11. 由不松条件求F PF -PQ-PM≥0
c2 p Z F c M 1 c 2 A A W 6 c2 M 2 . 1 10 4 p A 10 .46000 8 10 7 c W 1 . 156 10 1 c 2 F Z 2 N 9066

1. 利用附加摩擦力防松
设计：潘存云
弹簧垫圈
.
对顶螺母
设计：潘存云
尼龙圈锁紧螺母
30
2. 采用专门防松元件防松
开口销与六 角开槽螺母
止动垫圈
圆螺母用止动垫圈
串联钢丝
.
31
10.6 螺栓联接的强度计算
一 螺栓组联接的结构设计 1 联接接合面的设计
.
32
2 螺栓的数目及布置
1 螺栓的布置应使各螺栓的受力合理
3 3 3.5 .
16.376 18.376 20.376 22.052 25.052 27.727
注：括号内的公称直径为第二系列
小径 D2 d2 2.459 3.242 4.134 4.918 6.647 8.376
10.106
11.835 13.835 15.294 17.294 19.294 20.752 23.752 26.211
铰制孔螺栓
20
§10－4 螺纹联接的基本类型及螺纹紧固件
e
一、 螺纹联接的基本类型
基 螺栓联接
本
螺钉联接 结构简单，省了螺母，不宜经常 拆装，以免损坏螺孔而修复困难。
类
双头螺柱联接 联接件厚，允许拆装。
型
H2 l1 H1 H
设计：潘存云
a
参数l1 、e、a与螺栓相同 座端拧入深度H，当螺孔材料为：
单线螺纹 多线螺纹
分 类
按回转体的内外表面分
外螺纹 内螺纹
按螺旋的作用分
联接螺纹 传动螺纹
按母体形状分
圆柱螺纹 圆锥螺纹
.
11
圆柱螺纹
圆锥螺纹
管螺纹
.
12
二、螺纹的主要几何参数

当工作载荷FE在0与FE之间变化时, 螺栓的拉力在Fa与F0之间变化, 螺栓的拉力变幅 为
FaF0 1 c1 2 2cc
1 FE 2KcFE
12
力
工作载荷变化
力
( a( a) )
( b( b) )
第20页/共80页
5、其它类型
地脚螺栓联接
吊环螺钉联接 T型槽螺栓
第21页/共80页
二、螺纹联接件
1）螺栓 普通螺栓 ——六角头，小六角头，标准六
角头，大六角头, 内六角
铰制孔螺栓——螺纹部分直径较小
1155°°~~3300°° rr
辗辗制制末末端端
dada dsds dd ee
辗辗 制制 末末 端端
XX bb
ll
d d
第24页/共80页
3）螺钉： 与螺栓区别——螺纹部分直径较粗;全螺纹.
dk dk
n n
d d
RR
tt
XX
bb ll
第25页/共80页
4）紧定螺钉
锥 端——适于零件表面硬度较低不常拆卸的场合 平 端——接触面积大、不伤零件表面，用于顶紧硬度较大的平面，适于经常拆
c1c2
第48页/共80页
FaFRFEF0FE c1 c1c2
相对刚度系数
FRF0FE(1 c1 ) c1c2
当c2＜＜ c1时， 相对刚度系数→1， Fa ≈ F0+FE
当c2＞＞ c1时， 相对刚度系数→0， Fa ≈F0
第49页/共80页
总拉力公式也写成:
FaF0FEc1c 1c2(K0Kc)FE
受拉螺栓——螺栓杆和螺纹可能发生塑性变形或断裂 受剪螺栓——螺栓杆和孔壁间可能发生压溃或被剪断

=128
MPa
d1
1.3F0
1
5.2 40000 22.749mm 128
4
M30 的 d1=26.211mm ， 所 以 符 合 要 求 。
第13页/共26页
（2）受预紧力F0和轴向工作载荷F 的紧螺栓连接
变形受力过程：
m
无变形 → F0 →
→ +F →
b
+ Δ b
b
F0
- Δ m
m
变形协调条件：
F0 θm
θb
F Cb F Cb Cm
Δ
b m
F0
F1
(1
Cb Cb Cm
)F
F1
Cm Cb Cm
F
F1
F0
Cm Cb Cm
F
残余预紧力
—— 检 查
F1的 大小???
第17页/共26页
∆F
F F2
F1 变形
显 然 ： 螺 栓 的总拉 力F2
3. 分布。在同一圆周上的螺栓数应取偶数（4、6、8），便于分度划线。 4. 避免附加弯曲载荷：凸台、沉孔、斜垫圈等。 5. 螺栓排列应有合理间距、边距、扳手空间。 6. 合理防松方法。
第24页/共26页
第25页/共26页
第5页/共26页
4. 紧定螺钉连接
螺钉末端顶住另一零件的表面或相应凹坑，以固定 两个零件的相互位置，并可传递不大的力或力矩。
第6页/共26页
螺 栓 （ 钉 、 柱）的 力学性 能等级 (GB/T3098.1-2000, 3098.2-2000)
二 、螺纹 连接件 的材料 性能等 级
性能
等级
抗拉
强度
∑ 例 ： 某 普 通 螺栓组 连接， 已知横 向静载 荷F

N1Vy
V n
100 6
16.7kN
N1Tx 2 N1Ty N1Vy 2
54.52
27.3 16.7
2
70kN
Nb min
44kN
此连接不满足要求
第23页/共71页
将螺栓数目增加到10 个，并加大牛腿板尺寸， 如图所示排列
验算1 号螺栓的强度
y
y1 160m m，x1 50m m, y1 3x1
第10页/共71页
单螺栓承载力设计值
N/2
抗剪承载力：
N
b v
d 2
nv 4
f
b v
N/2
N
nv—剪切面数目；d—螺栓杆直径； fvb—螺栓抗剪强度设计值；
承压承载力：
Ncb
d
tf
b c
d
∑t—连接接头一侧承压构件总厚度的较小值。 fcb—螺栓孔壁承压强度设计值；
单螺栓抗剪承载力： Nmbin min(Nvb, Ncb )
x
可近似取x1 0，xi 0，可以忽略N1Ty
N1Tx
T
y1 yi2
3104 160 41602 4802
37.5kN
y
N1Vy
V n
100 10
10kN
N1Tx 2 N1Vy 2
37.52
102
38.8kN
Nb min
44kN
满足要求
第24页/共71页
N1Tx N1Ty N1T
第29页/共71页
假定2：‘1’号螺栓在M作用下所受拉力最大
1
2
M
3 4
刨平顶紧 承托(板)
N1
M
N2 N3 N4

b c
计算承压面
(4) 单 个 螺 栓 的 受剪 最大承 载能力
N b min
min
Nvb
,
N
b c
即 上 两 式 中 取较小 值为单 个螺栓 抗剪的 最大承 载能力 。
第9页/共86页
注意：
对 于 下 图 所 示螺栓 连接
N/3 N/3 N/3
① 受 剪 计 算 中： Nvb计算 式中的 受剪面 数nv ， 即上图 中nv =4。 ② 承压计算中： Ncb计 算 式 中 ∑t 取 a+b+c和 d+e 之 间 的最 小值。 问 题 ： 在 受 剪计算 中，对 于螺杆 的值d是 否应 当按螺 纹处的 值计算 ？ 不 需 要 。 因为 ，规范 中关于 普通螺 栓的抗 剪强度 设计值 ，是由 试验得 到的， 而在制 定规范 时，没 有区分 作用位 置。
Ani
Ni ——连接件第i截面上的轴力 Ani ——连接件第i截面的净截面面积
f ——连接板钢材抗拉强度设计值 b ——截面宽 ni ——截面上的螺栓数 d0 ——螺孔直径 t ——板厚
Ani (b nid0 )t
1
② 螺 栓 为 错 列排列 时的验 算
2 +
+ e4 +
+
N
+
+
+
+
+
+
N
+
6e +
第5页/共86页
单 个 螺 栓 的 破坏 形态 (1)螺 栓 直 径 小 ，连 接板厚 ，螺杆 剪切破 坏 (2)螺 栓 直 径 大 ，连 接板薄 ，孔壁 挤压破 坏 (3)螺 栓 孔 径 大 ，连 接板削 弱多， 连接板 受拉破 坏 (4)连 接 板 端 距 小， 冲切破 坏 (5)连 接 板 厚 ， 螺杆 长，螺 杆弯曲 破坏

01
1. 材料缺陷：螺栓制造过程中存在材料缺 陷或热处理问题，导致其机械性能不足。
03
02
•·
04
2. 应力集中：螺栓结构上的应力集中因素 ，如尖角、缺口或划痕，可引发断裂。
3. 超载或过载：螺栓在超出设计负载的情 况下工作，疲劳累积导致断裂。
05
06
4. 腐蚀破坏：螺栓长期处于腐蚀环境中， 导致其结构受到破坏。
旋紧螺母
使用合适的螺丝刀或扳手旋紧 螺母，确保连接牢固。
பைடு நூலகம்
准备工具与材料
确保具备所需的安装工具和螺 栓、螺母等紧固件。
放置螺栓
将螺栓放置在连接件孔内，确 保位置准确。
检查紧固状态
在安装完成后，检查螺栓和螺 母的紧固状态，确保达到预定 的预紧力。
螺栓联接的拆卸步骤
准备工具
选择合适的螺丝刀或扳手，确保能够松动 螺栓和螺母。
及时处理。
防锈处理
对于长期不使用的螺栓 和螺母，应进行涂油或 防锈处理，以避免锈蚀
。
更换损坏件
如果发现螺栓或螺母有 严重磨损或损坏，应及 时更换，以确保连接的
安全性。
储存环境
存放螺栓和螺母的地方 应干燥、通风，避免潮
湿和高温环境。
04
螺栓联接的常见问题 及解决方案
螺栓松动问题
螺栓松动是常见的联接问题，可能导 致设备或结构的性能下降或失效。
螺栓联接的应用场景
01
02
03
04
汽车制造
车架、发动机、变速器等部件 的连接。
建筑行业
钢结构、桥梁、建筑物的连接 。
机械设备
齿轮箱、轴承座、压缩机等部 件的连接。
其他领域
电子设备、家用电器、玩具等 产品的部件连接。

未来发展方向
基于当前的技术现状和市场趋势，提出了钢结构螺栓连接未来可能的 发展方向和挑战。
展望
新材料与新工艺的应用
探讨了新型材料如高强度轻质 材料、耐腐蚀材料在螺栓连接 中的潜在应用，以及激光焊接 、摩擦焊接等新工艺与螺栓连 接的结合使用。
智能化与自动化技术的应 用
分析了人工智能、机器学习等 技术在螺栓连接质量检测、施 工监控等方面的应用前景，以 及自动化设备在提高螺栓连接 效率和质量方面的作用。
钢结构螺栓连接ppt课件
• 引言 • 钢结构螺栓连接的基本知识 • 钢结构螺栓连接的设计与计算 • 钢结构螺栓连接的施工工艺 • 钢结构螺栓连接的实例分析 • 总结与展望
01
引言
主题简介
钢结构螺栓连接
01
介绍钢结构螺栓连接的基本概念、应用场景和重要性。
螺栓连接分类
02
根据不同的分类标准，如连接方式、材料等，对螺栓连接进行
分类。
螺栓连接与焊接、铆接的比较
03
比较钢结构螺栓连接、焊接和铆接的优缺点，说明螺栓连接在
钢结构中的适用性。
目的和意义
提高钢结构可靠性
通过螺栓连接，可以提高钢结构的可 靠性和稳定性，减少因焊接、铆接等 连接方式带来的潜在问题。
降低维护成本
促进钢结构行业的发展
随着钢结构在建筑、桥梁、船舶等领 域的应用越来越广泛，提高螺栓连接 的技术水平，有利于推动钢结构行业 的发展。
螺栓连接的强度计算应根据受力分析结果和螺栓材料的 机械性能进行。
强度计算应考虑各种可能的载荷和应力组合，以及各种 可能的工况和环境条件。
强度计算应采用合适的计算公式和方法，如安全系数法 和极限状态法等。
强度计算应考虑螺栓连接的疲劳性能和耐久性要求，以 确保螺栓连接在使用寿命内的安全性。

（3）由于C级螺栓与孔壁有较大间隙，只宜用于沿其杆轴方向 受拉的连接。承受静力荷载结构的次要连接、可拆卸结构的连接和 临时固定构件用的安装连接中，也可用C级螺栓受剪。但在重要的连 接中，例如：制动梁或吊车梁上翼缘与柱的连接，由于传递制动梁 的水平支承反力，同时受到反复动力荷载作用，不得采用C级螺栓。 柱间支撑与柱的连接，以及在柱间支撑处吊车梁下翼缘的连接，因 承受着反复的水平制动力和卡轨力，应优先采用高强度螺栓。
普通螺栓连接按受力情况可分为抗剪连接和抗拉连接，也 有同时抗剪和抗拉的。抗剪连接又有单面受剪和双面受剪以及 多面受剪等不同情况。
3、高强度螺栓连接 高强度螺栓连接件亦由螺栓杆、螺母和垫圈组成。由强 度较高的钢（如20锰钛硼、40硼、45号钢）经过热处理制成。 高强度螺栓连接用特殊扳手拧紧高强度螺栓，对其施加规定 的预拉力。高强度螺栓抗剪连接按其传力方式分为摩擦型和 剪压型（或称承压型）两类。
四、螺栓的其他构造要求 螺栓连接除了满足上述螺栓排列的容许距离外，根据不 同情况尚应满足下列构造要求： （1）为了使连接可靠，每一杆件在节点上以及拼接接 头的一端，永久性螺栓数不宜少于两个。但根据实践经验， 对于组合构件的缀条，其端部连接可采用一个螺栓。 （2）对直接承受动力荷载的普通螺栓连接应采用双螺 帽或其他防止螺帽松动的有效措施。例如采用弹簧垫圈，或 将螺帽或螺杆焊死等方法。
螺栓的代号用字母M与公称直径的毫米数表示，如M16、 M18等，常用的螺栓是M16，M20和M24。
C级螺栓由未经加工的圆钢压制而成。由于螺栓表面粗糙， 一般采用在单个零件上一次冲成或不用钻模钻成的孔（Ⅱ类 孔）。螺栓孔的直径比螺栓杆的直径大1.5～3mm。对于采用C 级螺栓的连接，由于螺杆与栓孔之间有较大的间隙，受剪力作 用时，将会产生较大的剪切滑移，连接的变形大。但安装方便， 且能有效地传递拉力，故一般可用于沿螺栓杆轴受拉的连接中， 以及次要结构的抗剪连接或安装时的临时固定。

N 2T
N 1T r1
r2；N 3T
N 1T r1
r3； N nT
N 1T r1
rn
第21页/共67页
(3 40)
21
从而可得:
T
N 1T r1
r12
r22
rn2
N 1T r1
n
ri2
i 1
(3 41)
N 1T
T r1
n
n
T r1
n
ri2
xi2
y
2 i
i 1

i 1
拼接板的危险截面为2-2截面:
0.5N f
An,2
An,2 b1 m d0 t1; f 钢材强度设计值;d0 螺栓孔直径；
b1 拼接板宽度；m 危险截面上的螺栓数；t1 拼接板厚度。 17
第17页/共67页
(2)螺栓采用错列排列时:
主板的危险截面为1--1和
1 1’
t1t
1’--1’截面:
i 1
将N1T沿坐标轴分解得:
(3 42)
y 1 N1Tx
r1
N1T
N1Tx
T r1
n
n
x
2 i
y1 yi2 r1
T y1
n
n
x
2 i
yi2
(3 43)
T
x N1Ty
i 1
i 1
i 1
i 1
N1Ty
T r1
n
n
x
2 i
x1 yi2 r1
T x1
n
n
x
2 i
y
2 i
剪切面数目nv
N
N
N/2