钢结构螺栓连接实例(2011)
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《钢结构高强度螺栓连接的设计施工及验收规程》(jgj 82-2011)如您所指定,我将会按照深度和广度的要求对《钢结构高强度螺栓连接的设计施工及验收规程》(jgj 82-2011)进行全面评估,并撰写一篇有价值的文章。
一、引言钢结构是现代建筑中广泛应用的建筑材料之一,而高强度螺栓连接则是构成钢结构的关键组成部分。
严格遵循《钢结构高强度螺栓连接的设计施工及验收规程》(jgj 82-2011)对于确保钢结构的安全和可靠性至关重要。
二、规程概述《钢结构高强度螺栓连接的设计施工及验收规程》(jgj 82-2011)是对于钢结构高强度螺栓连接的设计、施工和验收过程进行统一规范的文件。
该规程通过对螺栓连接设计原则、材料要求、施工工艺、验收标准等方面进行详细规定,旨在保障高强度螺栓连接的质量和安全性。
三、螺栓连接的设计1. 设计原则在《钢结构高强度螺栓连接的设计施工及验收规程》(jgj 82-2011)中,对螺栓连接的设计原则有详细规定,包括承载力计算、受剪承载力验证、螺栓轴向受力计算等方面。
在实际设计中,必须充分理解规程中的设计原则,确保螺栓连接符合安全可靠的要求。
2. 材料要求规程中对螺栓、螺母、垫片等材料的性能要求进行了具体规定,包括材料的抗拉强度、硬度、表面处理要求等。
设计者在选择和采购材料时,必须严格按照规程的要求进行,以确保材料的质量满足设计要求。
四、螺栓连接的施工1. 施工工艺规程中对螺栓连接的预紧、紧固、控制扭矩等施工工艺进行了详细的规定,确保了螺栓连接在施工过程中的可靠性和安全性。
施工人员必须熟悉规程中的施工工艺,严格按照规程要求进行螺栓连接的施工。
2. 质量控制规程中还对螺栓连接施工过程中的质量控制进行了规定,包括对螺栓预紧力的控制、紧固力的检测、螺栓轴向力的测量等。
这些质量控制措施对于确保螺栓连接的可靠性至关重要,施工单位必须严格按照规程要求进行质量控制。
五、螺栓连接的验收1. 验收标准规程中对螺栓连接的验收标准进行了详细规定,包括对螺栓预紧力、紧固力、螺栓轴向力的验收标准等。
钢结构连接计算书一、连接件类别:普通螺栓。
二、普通螺栓连接计算:1、普通螺栓受剪连接时,每个普通螺栓的承载力设计值,应取抗剪和承压承载力设计值中的较小者。
受剪承载力设计值应按下式计算:式中 d──螺栓杆直径,取 d = 22.000 mm;n v──受剪面数目,取 n v = 2.000;f v b──螺栓的抗剪强度设计值,取 f v b=125.000 N/mm2;计算得:N v b = 2.000×3.1415×22.0002×125.000/4=95033.178 N;承压承载力设计值应按下式计算:式中 d──螺栓杆直径,取 d = 22.000 mm;∑t──在同一受力方向的承压构件的较小总厚度,取∑t=12.000 mm;f c b──普通螺栓的抗压强度设计值,取 f c b=250.000 N/mm2;计算得:N c b = 22.000×12.000×250.000=66000.000 N;故: 普通螺栓的承载力设计值取 66000.000 N;2、普通螺栓杆轴方向受拉连接时,每个普通螺栓的承载力设计值应按下式计算:式中普通螺栓或锚栓在螺纹处的有效直径,取 de= 21.000 mm;f t b──普通螺栓的抗拉强度设计值,取 f t b=215.000 N/mm2;计算得:N t b = 3.1415×21.0002×215.000 / 4 = 74467.527 N;3、普通螺栓同时受剪和受拉连接时,每个普通螺栓同时承受剪力和杆轴方向拉力应符合下式要求:式中 N v──普通螺栓所承受的剪力,取 N v= 23.000 kN =23.000×103 N;N t──普通螺栓所承受的拉力,取 N t= 35.000 kN =35.000×103 N;[(N v/N v b)2+(Nt/Nt b)2]1/2=[(23.000×103/95033.178)2+(35.000×103/74467.527)2]1/2= 0.529 ≤ 1;N v = 23000.000 N ≤ N c b = 66000.000 N;所以,普通螺栓承载力验算满足要求!。
第一节 钢结构的连接方法钢结构是由钢板、型钢通过必要的连接组成基本构件,如梁、柱、桁架等;再通过一定的安装连结装配成空间整体结构,如屋盖、厂房、钢闸门、钢桥等。
可见,连接的构造和计算是钢结构设计的重要组成部分。
好的连接应当符合安全可靠、节约钢材、构造简单和施工方便等原则。
钢结构的连接方法可分为焊缝连接、铆钉连接和螺栓连接三种(详见附图十三)。
一、焊缝连接焊接是现代钢结构最主要的连接方法。
其优点是不削弱构件截面(不必钻孔),构造简单,节约钢材,加工方便,在一定条件下还可以采用自动化操作,生产效率高。
此外,焊缝连接的刚度较大密封性能好。
焊缝连接的缺点是焊缝附近钢材因焊接的高温作用而形成热影响区,热影响区由高温降到常温冷却速度快,会使钢材脆性加大,同时由于热影响区的不均匀收缩,易使焊件产生焊接残余应力及残余变形,甚至可能造成裂纹,导致脆性破坏。
焊接结构低温冷脆问题也比较突出。
二、铆钉连接铆接的优点是塑性和韧性较好,传力可靠,质量易于检查和保证,可用于承受动载的重型结构。
但是,由于铆接工艺复杂、用钢量多,因此,费钢又费工。
现已很少采用。
三、螺栓连接螺栓连接分为普通螺栓连接和高强度螺栓连接两种。
普通螺栓通常用Q235钢制成,而高强度螺栓则用高强度钢材制成并经热处理。
高强度螺栓因其连接紧密,耐疲劳,承受动载可靠,成本也不太高,目前在一些重要的永久性结构的安装连接中,已成为代替铆接的优良连接方法。
螺栓连接的优点是安装方便,特别适用于工地安装连接,也便于拆卸,适用于需要装拆结构和临时性连接。
其缺点是需要在板件上开孔和拼装时对孔,增加制造工作量;螺栓孔还使构件截面削弱,且被连接的板件需要相互搭接或另加拼接板或角钢等连接件,因而比焊接连接多费钢材。
第二节 焊接方法、焊缝类型和质量级别一、钢结构中常用的焊接方法焊接方法很多,钢结构中主要采用电弧焊,薄钢板(mm t 3 )的连接有时也可以采用电阻焊或气焊。
1.电弧焊电弧焊是利用焊条或焊丝与焊件间产生的电弧热,将金属加热并熔化的焊接方法。
第三章钢结构螺栓连接第一节概述螺栓作为钢结构主要连接紧固件,通常用于钢结构中构件间的连接、固定、定位等,钢结构中使用的连接螺栓一般分普通螺栓和高强度螺栓两种。
选用普通螺栓作为连接的紧固件,或选用高强度螺栓但不施加紧固轴力,该连接即为普通螺栓连接,也即通常意义下的螺栓连接;选用高强度螺栓作为连接的紧固件,并通过对螺栓施加紧固轴力而起到连接作用的钢结构连接称高强度螺栓连接。
图!"#"$为两种螺栓连接工作机理的示意,其中图!"#"$(%)为摩擦型高强度螺栓连接的工作机理,通过对高强度螺栓施加紧固轴力,将被连接的连接钢板夹紧产生摩擦效应,当连接节头受外力作用时,外力靠连接板层接触面间的摩擦来传递,应力流通过接触面平滑传递,无应力集中现象。
普通螺栓连接在受外力后,节点连接板即产生滑动,外力通过螺栓杆受剪和连接板孔壁承压来传递,如图!"#"$(&)。
图!"#"$螺栓连接工作机理示意图!"#"’为典型螺栓连接拉伸曲线,从曲线上可以把螺栓连接工作过程分为四个阶段:阶段$为静摩擦抗滑移阶段,即为摩擦型高强度螺栓连接的工作阶段,对普通螺栓连接,阶段$不明显,可忽略不计,连接接头直接进入阶段’;阶段’为荷载克服摩擦阻力,接头产生滑移,螺栓杆与连接板孔壁接触进入承压状态,此阶段为摩擦型高强度螺栓连接的极限破坏状态;阶段#为螺栓和连接板处于弹性变形阶段,荷载—变形曲线呈现线性关系;阶段!为螺栓和连接板处于弹塑性变形阶段,最后螺栓剪断或连接板破坏(拉脱、承压和净截面拉断),整个连接接头破坏,曲线的终点即为普通螺栓连接的极限破坏状态;若采用高强度螺栓,则为承压型高强度螺栓连接的极限破坏状态。
图!"#"$螺栓连接的典型拉伸曲线对于高强度螺栓连接,阶段#和阶段!中连接板面间的摩擦效应仍然存在,该两阶段通称摩擦—承压型高强度螺栓连接,连接的设计计算应采用变形准则方法进行,即给定一个连接接头变形量(!),可以通过连接拉伸曲线(%&’(!))得到相应接头承载力,对于允许连接接头有一定变形的结构,可以采用摩擦—承压型高强度螺栓连接,其优点是比摩擦型连接提高了连接的承载力,避免了接头发生极限破坏(承压型连接)。
第一节钢结构的连接方法钢结构是由钢板、型钢通过必要的连接组成基本构件,如梁、柱、桁架等;再通过一定的安装连结装配成空间整体结构,如屋盖、厂房、钢闸门、钢桥等。
可见,连接的构造和计算是钢结构设计的重要组成部分。
好的连接应当符合安全可靠、节约钢材、构造简单和施工方便等原则。
钢结构的连接方法可分为焊缝连接、铆钉连接和螺栓连接三种(详见附图十三)。
一、焊缝连接焊接是现代钢结构最主要的连接方法。
其优点是不削弱构件截面(不必钻孔),构造简单,节约钢材,加工方便,在一定条件下还可以采用自动化操作,生产效率高。
此外,焊缝连接的刚度较大密封性能好。
焊缝连接的缺点是焊缝附近钢材因焊接的高温作用而形成热影响区,热影响区由高温降到常温冷却速度快,会使钢材脆性加大,同时由于热影响区的不均匀收缩,易使焊件产生焊接残余应力及残余变形,甚至可能造成裂纹,导致脆性破坏。
焊接结构低温冷脆问题也比较突出。
二、铆钉连接铆接的优点是塑性和韧性较好,传力可靠,质量易于检查和保证,可用于承受动载的重型结构。
但是,由于铆接工艺复杂、用钢量多,因此,费钢又费工。
现已很少采用。
三、螺栓连接螺栓连接分为普通螺栓连接和高强度螺栓连接两种。
普通螺栓通常用Q235钢制成,而高强度螺栓则用高强度钢材制成并经热处理。
高强度螺栓因其连接紧密,耐疲劳,承受动载可靠,成本也不太高,目前在一些重要的永久性结构的安装连接中,已成为代替铆接的优良连接方法。
螺栓连接的优点是安装方便,特别适用于工地安装连接,也便于拆卸,适用于需要装拆结构和临时性连接。
其缺点是需要在板件上开孔和拼装时对孔,增加制造工作量;螺栓孔还使构件截面削弱,且被连接的板件需要相互搭接或另加拼接板或角钢等连接件,因而比焊接连接多费钢材。
第二节 焊接方法、焊缝类型和质量级别一、钢结构中常用的焊接方法焊接方法很多,钢结构中主要采用电弧焊,薄钢板(mm t 3 )的连接有时也可以采用电阻焊或气焊。
1.电弧焊电弧焊是利用焊条或焊丝与焊件间产生的电弧热,将金属加热并熔化的焊接方法。
《结构设计原理》课件104、螺栓连接计算案例
如下图中所示,两脚钢拼接采用普通螺栓连接,角钢截面为 。
轴心拉力N=72kN,拼接角钢采用与构件相同的截面。
材料用Q235钢。
螺栓
直径d=20mm,孔径 。
试对该连接
进行设计。
575⨯∠mm 5.210=d
螺栓连接计算(尺寸单位:mm)
解:(1)螺栓连接计算
单只螺栓的抗剪容许承载力
[][]
()N 2513380204114122=⨯⨯⨯==πσπb v v b v d n N 单只螺栓的承压容许承载力 [][]N 17000170520=⨯⨯==∑b c b c
t d N σ构件一侧所需螺栓数量
[]2.417000
72000min ===b N N n
每侧采用5只螺栓,在角钢两肢上交错排列。
2mm 7.736=A (2)构件强度验算将角钢展开,角钢的截面面积:
I-I截面的净截面面积为:
2
'mm 2.62955.2117.736=⨯⨯-=n A
II-II截面的净截面面积为: ()[]222''mm 7.55455.212854012302=⨯⨯-+-+⨯=n A 因此取II-II截面为破坏截面,取2
mm 7.554=n A []MPa 140MPa 9.1297
.55472000=<===σσn A N ,满足要求。