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螺栓连接结构与计算PPT课件

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螺栓连接培训PPT课件

螺栓连接培训PPT课件
.
35
粗牙螺纹应用最广
细牙螺纹的优点：升角小、小径大、自锁性好、强度高，
缺点：不耐磨易滑扣。
应用：薄壁零件、受动载荷的联接和微调机构。
.
14
用螺纹密封的管螺纹
普通细牙螺纹
管螺纹
非螺纹密封管螺纹（圆柱管壁α = 55˚）
用螺纹密封管螺纹（圆锥管壁α = 55˚）
60˚圆锥管螺纹
公称直径----管子的公称通径。强调与普通螺纹不同
标记示例：Tr48X8(梯形螺纹，直径48，螺距8)
.
19
设计：潘存云
设计：潘存云
一、 螺纹联接的基本类型
螺栓联接
基本类型
可承受横向载荷。
螺纹余留长度l1
铰制孔螺栓
孔与螺杆之间留有间隙
静载荷l1>=(0.3~0.5)d;
变载荷l1>=0.75d;
冲击载荷或弯曲载荷l1≥ d;
铰制孔用螺栓l1≈ 0;
.
29
设计：潘存云
工程上常采用测力矩扳手或定力矩扳手来控制预紧力的大小。
二、 螺纹联接的防松
联接用三角形螺纹都具有自锁性，在静载荷和工作温度变化不大时，不会自动松脱。但在冲击、振动和变载条件下，预紧力可能在某一瞬时消失，联接仍有可能松动。高温下的螺栓联接，由于温度变形差异等，也可能发生松脱现象（如高压锅），因此设计时必须考虑防松。即防止相对转动。
螺纹的基本尺寸：
细牙普通螺纹的基本尺寸见P136表10-2
梯形螺纹的基本尺寸见P136表10-3
.
16
表10-1 直径与螺距、粗牙普通螺纹基本尺寸 mm
标记示例：M24(粗牙普通螺纹、直径24、螺距3)
M24X1.5(细牙普通螺纹,直径24,螺距1.5)

高强度螺栓连接的计算32页PPT

高强度螺栓连接的计算32页PPT
（3）扭掉螺栓尾部梅花卡法
二、摩擦型高强螺栓的计算
1、单个高强螺栓抗剪承载力设计值
NVb=0.9nfP
NVb——单个高强螺栓抗剪承载力设计值 P——予拉力 ——抗滑移（摩擦）系数，见表3-4 nf——传力摩擦面数 0.9——螺栓受力非均匀系数
抗剪承载力由摩擦力确定。
摩擦面抗滑移系数值
表3-4
连接处接触面 处理方法
N 1 T Y x T i2• x1yi26 17 8 2 1 0 6 4 0 7 72 0 5 2.3 4 KN
N (N 1 V Y N 1 T Y )2 N 1 T X(1 0 2.3 4 )2 2.0 6 21 4.0 3K 4 N N b V 6.7 0K 5 N
所以该连接满足强度要求
实际单个螺栓承受的内力 为：
N n1122k 0N 0 10k0N Nb V11.6k 1N (满足
（2）验算钢板强度 构件厚度t=16mm<2t1=20mm,故应验算构件截面。查表得
f=310N/mm2
构件得毛截面强度为
＝ N 12 10 30 0 2N 5/m 02 m f 3N 1/m 02m A3 0 10 6
（b）Ntb=0.8P（普通螺栓 Ntb = Aeftb ）
(4) 受剪力与拉力同时作用的高强螺栓群计算
单个高强螺栓的抗剪承载力
1
考虑会减小，
将Nti放大25
o
％
i
Nb V(ti)
0.9nf
(P1.25Nti)
变形大，不适于受动荷载的连接。
螺杆剪力
抗拉时与普通螺栓 N 相同，但变形
小，可减少锈
蚀，改善疲劳
一、高强螺栓的予拉力的建立
1、确定予拉力P数值

第三章钢结构的连接螺栓连接PPT课件

第三章钢结构的连接螺栓连接PPT课件

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

钢结构螺栓连接计算例题课件

钢结构螺栓连接计算例题课件

螺栓的性能 等 级
螺 栓 公 称 直 径（mm）
M16
M20
M22
M24
M27
M30
8.8
80
125
150
175
230
280
10.9
100
155
190
225
290
355
一个高强螺栓设计预拉力P值（kN）
表3-10
4.高强度螺栓摩擦面抗滑移系数
连接板接触面之间摩擦力的大小与摩擦系数有关, 称为抗滑移系数, 与表面处理方式有关。
解: 思路: 先假定力矩对于螺栓群形心旋转，判断最上面一排螺栓是否受压，如果出现受压，表明假定有错。
N
5×100
50
50
1
6
M
N1M
N6M
N1N
N6N
则: 6号螺栓受力
1号螺栓受力
螺栓群受力 N+Ne
可以计算1号螺栓
200
250
e
450
320
N=450-200 =250kN
e4
e4
6e1
e2
2
2
1
1
N
N
+ + + + + + + +
+ + +
+ + + + + + + +
+ + +
e4
e4
6e1
N
N
螺栓数可以≥6.7即可, 所以取7个
螺栓布置如图所示。
净截面强度
在1-1断面:

钢结构螺栓连接【共34张PPT】

钢结构螺栓连接【共34张PPT】

A、B级精制螺栓是由毛坯在车床上经过切削加工精制而成。表
面光滑，尺寸准确，螺杆直径与螺栓孔径相同，但螺杆直径仅允许 负公差，螺栓孔直径仅允许正公差，对成孔质量要求高。由于有较 高的精度，因而受剪性能好。但制作和安装复杂，价格较高，已很 少在钢结构中采用。
普通螺栓连接的连接件包括螺栓杆、螺母和垫圈。普通螺栓用普通碳 素结构钢或低合金结构钢制成；分粗制螺栓和精制螺栓两种。
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。
高强度螺栓分大六角头型和扭剪型两种。安装时通过特别 的板手，以较大的扭矩上紧螺帽，使螺杆产生很大的预拉力。 高强螺栓的预拉力把被连接的部件夹紧，使部件的接触面间产 生很大的摩擦力，外力通过摩擦力来传递。这种连接称为高强 度螺栓摩擦型连接。它的优点是施工方便，对构件的削弱较小， 可拆换，能承受动力荷载，耐疲劳，韧性和塑性好，包含了普 通螺栓和铆钉连接的各自优点，目前已成为代替铆接的优良连 接形式。另外，高强度螺钉也可同普通螺栓一样，允许接触面 滑移，依靠螺栓杆和螺栓孔之间的承压来传力。这种连接称为 高强度螺栓承压型连接。
（2）构造要求：螺栓的中矩及边距不宜过大，否则钢板间不能紧
密贴合Байду номын сангаас潮气侵入缝隙使钢材锈蚀。 （3）施工要求：要保证一定的空间，便于转动螺栓板手拧紧螺帽。
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。

第三节单个螺栓连接的强度计算ppt课件

第三节单个螺栓连接的强度计算ppt课件
5-5螺栓组连接设计与受力分析
Ks为防滑系数，设计中可取Ks =1.1~1.3。
2）铰制孔螺栓连接
假设每个螺栓的受力相等，则单个螺栓所受的横向工作剪力F为：
二、螺栓组连接的受力分析
1、受横向载荷的螺栓组连接
5-5螺栓组连接设计与受力分析
2、受横向扭矩螺栓组连接
1）普通螺栓连接
二、螺栓组连接的受力分析
根据底板的力矩平衡条件得：
2、受横向扭矩螺栓组连接
二、螺栓组连接的受力分析
5-5螺栓组连接设计与受力分析
3、受轴向载荷的螺栓组连接
求每个螺栓的工作载荷
求单个螺栓所受总载荷
强度校核
二、螺栓组连接的受力分析
5-5螺栓组连接设计与受力分析
4、受翻转力矩的螺栓组连接
特点：M在铅直平面内，绕O-O回转，只能用普通螺栓。
F1
F 2
螺栓所受的总拉力：
F2 = F0+ F
?
×
此时，连接中各零件的受力关系属静不定问题
未知力有两个：
F2 — 总拉力
F1 — 残余预紧力
须根据静力平衡方程和变形协调条件求解
三、紧螺栓连接
螺栓预紧时的受力分析
未承受工作载荷时：
F0
F0
F0
F0
F
F
F 2
F″
F″
F 2
δ2
δ1
△δ1
△δ2
T
变形协调条件： △δ1 = △δ2 = △δ
挤压强度条件为：
Lmin——螺栓杆与孔壁接触表面的最小长度
设计时，按上述公式分别计算出d 0 ，取大值
三、紧螺栓连接
３、螺栓承受剪切力(采用铰制孔用螺栓)

普通螺栓连接的强度计算 课件

WelcomeBienvenueWillkommenBenvenuto Bienvenida 환영tervetuloawelkom 欢迎常州工学院普通螺栓连接的强度计算王宇豪11成型一班什么是职业素养12CONTENTS目录受拉松螺栓连接的强度计算受拉紧螺栓连接的强度计算[]σπσ≤=421d F→装配时不预紧→螺栓不受力→工作时受轴向载荷F][41σπFd ≥——验算用——设计用1、只受预紧力的紧螺栓连接受载荷形式—拧紧后:轴向拉伸(工作拉力F 0)—拧紧过程中:轴向拉伸F 0、扭矩T 1失效形式—螺栓拉断(拉、扭综合作用)设计准则—保证螺栓拉伸强度强度条件：σ e ≤[σ]→复合应力T1F 0F 04210d F πσ=σπϕλτ5.0162)(31201≈+==d d tg F W T v T →第四强度理论拉应力(F 0)→στσσ3.1322≈+=e []σπσ≤=43.121d Fe 强度条件:考虑扭剪应力σe －当量应力扭剪应力(T 1)→ 1.3401F d ⨯≥设计式:•当连接承受较大的横向载荷F 时，由于要求F 0≥F ／f （f =0.2），即F 0≥5F ，因而需要大幅度地增加螺栓直径。

为减小螺栓直径的增加，可采用减载措施。

说明第六节螺纹连接的强度计算3FDD p 螺栓预紧力F 0后，在工作拉力F 的作用下，螺栓的总拉力F 2= ?F F F +=12[]σπσ≤=4/3.1212ca d F F C C C F F m b b 02++=这时螺栓的总拉力为：为使工作载荷作用后，连接结合面间有残余预紧力F 1存在，要求螺栓连接的预紧力F 0为：F C C C F F m b m 10++=静强度条件：式中F 1为残余预紧力，为保证连接的紧密性，应使F 1 ＞0，一般根据连接的性质确定F 1的大小。

式中：m b b C C C +为螺栓的相对刚度，其取值范围为0~1。

详细分析疲劳强度校核2．受轴向载荷的紧螺栓连接螺栓连接类别松螺栓连接只受预紧力的紧螺栓连接受预紧力和轴向工作载荷的紧螺栓连接强度准则轴向静载荷：轴向动载荷：普通螺栓——松螺栓连接-只受轴向工作载荷（无预紧）紧螺栓连接-1、只受预紧力2、受预紧力和轴向载荷螺栓连接强度计算小结[]σπσ≤=4/21d F []σπσ≤=210ca 43.1d F []σπσ≤=4/3.1212ca d F []a a d F σπσ≤+=21m b b 2C C C。

钢结构的连接(螺栓)PPT


02
焊接过程中易产生热变 形，需进行焊后处理。
03
焊接过程中易产生焊接 缺陷，如气孔、夹渣、 未熔合等。
04
焊接过程中需要消耗大 量能源，且焊接设备成 本较高。
螺栓连接
01
02
03
04
通过螺栓和螺母将两个或多个 钢材连接在一起，操作简单，
安装方便。
螺栓连接可以拆卸，便于维修 和更换。
螺栓连接适用于承受静载和动 载的结构，承载能力较高。
优点
01
02
03
04
高强度
螺栓连接具有较高的承载能力 ，能够承受较大的拉力和压力
。
灵活性
螺栓连接适用于各种形状和尺 寸的钢结构，可以方便地连接
不同材料和厚度的构件。
易于安装
螺栓连接的安装过程相对简单 ，不需要焊接等复杂工艺，可
以快速装配和拆卸。
耐腐蚀
钢结构连接处使用螺栓连接可 以有效避免焊接区域的腐蚀问
06
螺栓连接的未来发展
新材料的应用
01
02
03
高强度钢材
随着材料科学的进步，高 强度钢材的研发和应用将 进一步提高螺栓连接的强 度和稳定性。
轻质材料
轻质材料的出现将降低结 构重量，提高螺栓连接的 效率，尤其在航空和汽车 领域具有广泛应用前景。
耐腐蚀材料
针对不同环境条件，研发 具有良好耐腐蚀性能的螺 栓材料，以提高结构的使 用寿命和安全性。
智能化连接技术
自动化装配
利用机器人和自动化设备 实现螺栓连接的快速、准 确装配，提高生产效率。
智能监测
通过传感器和智能化技术 对螺栓连接进行实时监测， 及时发现潜在问题，确保 结构安全。
预紧力控制

机械设计之螺栓PPT课件

第23页/共63页
图２，拧紧—预紧状态 凸缘—压—δ2—F’ 栓杆— 拉 —δ1 →F’
Qp Qp
m
'm
b b
F Q'p
Qp Qp
Q'p
第24页/共63页
图3，加载F 后→工作状态
栓杆—继续拉— 1 1 1 1 从F' F0 F'' F ——总载
凸缘— 放松 — 2 2 2 2 从F' F'' ——残余预紧力
辗辗制制末末端端
XX bb
ll
dd
A型——有退刀槽 B型——无退刀槽
第8页/共63页
3）螺钉 与螺栓区别——要求螺纹部分直径较粗;要求全螺纹
dkdk nn dd
nn dd
RR t t XX
bb ll
tt RR
9900°°
ll
4）紧定螺钉 锥 端——适于零件表面硬度较低不常拆卸常合 平 端——接触面积大、不伤零件表面，用于顶紧硬度较大 的平面，适于经常拆卸 圆柱端——压入轴上凹抗中，适于紧定空心轴上零件的位置 轻材料和金属第薄9页板/共63页
如吊钩螺栓，工作前不拧紧，无F'， 只有工作载荷F起拉伸作用
强度条件为：
F
4
d12
[ ]
——验算用
4F
F
d1 [ ] ——设计用
d1——螺杆危险截面直径（mm） [σ]——许用拉应力 N/mm2 (MPa)
第18页/共63页
２、紧螺栓联接——工作前有预紧力Ｆ’
F'
工作前拧紧，在拧紧力矩T作用下： 复合应力状态预: 紧力Ｆ’→产生拉伸应力σ
b b
F
m
'm
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N/2 N/2 l1
平均值 螺栓的内力分布
有各螺栓均担。
所以，连接所需螺栓数为：
.
N
n
Nb min
16
当l1>15d0(d0为孔径)时，连接进入弹塑性工作状 态后，即使内力重新分布,各个螺栓内力也难以均匀， 端部螺栓首先破坏,然后依次破坏。由试验可得连接的 抗剪强度折减系数η与l1/d0的关系曲线。
当15d 0 l1 60d 0时：
1.1 l1
150 d 0
当l1
60d
时
0
：
η
1.0
0.7
0.75
故，连接所需栓数：
0.5
n N
N
b min
0.25
(3 36) 0
.
平均值
长连接螺栓的内力分布
ECCS 我国规范
试验曲线
8.8级 M22
l1/d0
10 20 30 40 50 60 70 80
N/2 a
该阶段主要靠栓杆与孔壁的
N
b
接触传力。栓杆受剪力、拉力、 N
弯矩作用，孔壁受挤压。由于材
4
3
料的弹性以及栓杆拉力增大所导
致的板件间摩擦力的增大，N-δ
2
关系以曲线状态上升。
1
O
.
δ10
4)弹塑性阶段(3~4段)
达到‘3’后，即使给荷载
以很小的增量，连接的剪切变
形迅速增大，直到连接破坏。 N/2 ‘4’点（曲线的最高点）即 N/2 a
N/3
N/2
N/3
N/2
N/3
四剪 ：nv 4
.
15
五.普通螺栓群抗剪连接计算
1.普通螺栓群轴心力作用下抗剪计算 试验证明,栓群在轴力
作用下各个螺栓的内力沿 栓群长度方向不均匀，两 N 端大,中间小。
当l1≤15d0(d0为孔径)时， 连接进入弹塑性工作状态后， 内力重新分布，各个螺栓内 力趋于相同，故设计时假定N
顺力作用方向：为了防止板件被拉断或剪坏， 端距不能太小；
对于受压构件：为防止连接板件发生鼓曲，中 距不能太大。
2）构造要求；
螺栓的边距和中距不宜太大，以免板件间贴合
不密，潮气侵入腐蚀钢材. 。
5
3）施工要求
为了便于扳手拧紧螺母，螺栓中距应不小于3do。
根据以上要求，规范给定了螺栓的容许间距。
名称
位置和方向
16do 或 24t
_
最小容许距离 3do 2do
4do 或 8t
1.5do
1.2do
6
（4）螺栓连接的构造要求
为了保证连接的可靠性，每个杆件的节点或拼 接接头一端不宜少于两个永久螺栓，但组合构件的 缀条除外；
直接承受动荷载的普通螺栓连接应采用双螺帽， 或其他措施以防螺帽松动；
C级螺栓宜用于沿杆轴方向的受拉连接，以下情 况可用于抗剪连接：
17
普通螺栓群轴心力作用下，为了防止板件被拉断
尚应进行板件的净截面验算。 (1)螺栓采用并列排列时: 主板的危险截面为1-1截面:
外排（垂直外力方向或顺内力方向）
中 心 间 距
中 间 排
顺内 力方
向
垂直内力方向 构件受拉力 构件受压力
沿对角线方向
中 心至 构件 边缘 间距
垂直 内力 方向
顺内力方向 剪切边或手工气割边
轧制边、自动气 割边或锯割边
高强度螺栓
其他螺栓或铆钉
.
最大容许距离 （两者最小距离）
8do 或 12t 16do 或 24t 12do 或 18t
.
3
（2）螺栓的排列 1）并列—简单、整齐、紧凑所用连接板尺寸小，但构
件截面削弱大。 2）错列—排列不紧凑，所用连接板尺寸大，但构件截
面削弱小。
端距 中距
边距 中距 边距
A 并列
B 错列
.
4
（3）螺栓排列的要求
1）受力要求:
垂直受力方向：为了防止螺栓应力集中相互影响、 截面削弱过多而降低承载力，螺栓的边距和端距不能 太小；
N
b
为普通螺栓抗剪连接的极限承
N
载力Nu。
Nu
4
3
2
1
O
.
δ11
2.破坏形式
N/2
（1）螺栓杆被剪坏
N
N/2
栓杆较细而板件较厚时
（2）孔壁的挤压破坏
N
N
栓杆较粗而板件较薄时
（3）板件被拉断
截面削弱过多时
N
N
以上破坏形式予以计算解决。
.
12
（4）板件端部被剪坏(拉豁) 端矩过小时；端矩不应小于2dO
b c
d
t
f
b c
(3 32)
(3 33)
单栓抗剪承载力：
Nb min
min
N
vb，N
b c
(3 34)
nv—剪切面数目；
d—螺栓杆直径；
fvb、fcb—螺栓抗剪和承压强度设计值；
∑t—连接接头一侧承压.构件总厚度的较小值。 14
剪切面数目nv
N
N
N/2
N
N/2
单 剪 ：nv 1
双剪：nv 2
1；
3）临时固定构件的安装连接。
.
7
二.螺栓连接的受力形式
A 只受剪力 F
B 只受拉力
C 剪力和拉力 共同作用
F
N
N
.
8
三.普通螺栓抗剪连接
1.工作性能和破坏形式
N
(1)工作性能
对图示螺栓连接做抗剪试验,即 N/2 可得到板件上a、b两点相对位移 N/2 a δ和作用力N的关系曲线,该曲线
清楚的揭示了抗剪螺栓受力的四 N 个阶段,即：
1)摩擦传力的弹性阶段(0~1段)
直线段—连接处于弹性状态； 该阶段较短—摩擦力较小. 。
2 1
O
N
N
b
4 3
δ9
2)滑移阶段(1~2段)
克服摩擦力后，板件间突然发生水平滑移，最大
滑移量为栓孔和栓杆间的距离，表现在曲线上为水
平段。
N/2
3)栓杆传力的弹性阶段(2~3段)
N
N
（5）栓杆弯曲破坏 螺栓杆过长；栓杆长度不应大于5d
N/2
N
N/2
.
这 两 种 破 坏 构 造 解 决
13
四.抗剪螺栓的单栓承载力设计值
由破坏形式知抗剪螺栓的承载力取决 d
于螺栓杆受剪和孔壁承压两种情况，故 单栓抗剪承载力由以下两式决定:
抗剪承载力： 承压承载力：
N
b v
nv
d
4
2
f
b v
N
螺栓连接构造与计算
装配培训教材
张明录
.
1
目录 一 普通螺栓连接构造与计算 二 普通螺栓抗剪连接 三 普通螺栓抗拉连接 四 高强度螺栓连接构造与计算 五 高强度螺栓抗剪连接 六 高强度螺栓抗拉连接
.
2
一.普通螺栓连接构造与计算
1.普通螺栓的种类和构造要求 （1）普通螺栓种类
按其加工的精细程度和强度分为:A、B、C三个级别。
A、B级---精制螺栓，性能等级为5.6或8.8级; 5或8表示fu≥500或800N/mm2, 0.6或0.8表示fy/fu=0.6 或0.8；Ⅰ类孔，孔径(do)-栓杆直径(d)＝0.3～0.5mm。
C级---粗制螺栓，性能等级为4.6或4.8级；
4表示fu≥400N/mm2, 0.6或0.8表示fy/fu=0.6或0.8； Ⅱ类孔，孔径(do)-栓杆直径(d) ＝1～3mm。