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第三章 钢结构连接习题
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下图所示双盖板连接构造，钢板材料为Q345钢，采用承压型高强度螺栓M22（直径d=22nlm；孔径d0=23.5mm)，螺栓强度
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提问人：匿名网友
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下图所示双盖板连接构造，钢板材料为Q345钢，采用承压型高强度螺栓M22(直径d=22nlm；孔径d0=23.5mm)，螺栓强度等级为8.8级，摩擦面采用喷砂处理，此连接所承受的最大荷载为(&&)。&&&A．1710kN&B．1590kN&&C．1215kN&&D．855kN
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1下图所示柱与牛腿的螺栓连接构造，构件材料为Q23SBF钢，采用C级普通螺栓(直径d=20mm，螺栓有效直径de=17.65mm，孔径d0=21.5mm)，此连接的“1-1剖面”上螺栓所能承受的拉力为(&&)。&&&&A．41.6kN&&B．82kN&&C．64.3kN&&D．40.9kN2下图所示柱与牛腿的螺栓连接构造，构件材料为Q235钢，采用C级普通螺栓(直径d=20mm，螺栓有效直径de=17.65mm，孔径d0=21.5mm)，已知单个螺栓承载力为=40.84kN，=122kN，=41.6kN，此连接所能承受的最大荷载N为(&&)。&&&A．293kN&&B．147kN&&C．490kN&&D．1464kN3下图所示连接节点，承受静力荷载设计值N=360kN，构件材料为Q235钢，节点板与端板采用侧面角焊缝连接，焊缝连接长度lw=500mm，焊条为E43型，满足传力要求的最小焊脚尺寸hf为(&&)。&&&A．6mm&&B．8mm&&C．10mm&&D．12mm4下图所示柱与牛腿螺栓连接节点，构件材料为Q345钢，采用摩擦型高强度螺栓M20，螺栓强度等级为10.9级，摩擦面采用喷砂处理，此连接1-1剖面处螺栓受拉力最接近(&&)。&&&A．124kN&&B．128kN&&C．64kN&&D．41kN
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&>&&>&&>&正文
fvb=140N / mm2，fcb =305N / mm2，d0=22mm，...钢是含碳量在0.04%-2.3%之间的铁碳合金。为了保证其韧性和塑性，含碳量一般不超过1.7%。钢的主要元素除铁、碳外，还有硅、锰、硫、磷等。钢的分类方法多种多样，其主要方法有如下七种： 1、按品质分类 (1) 普通钢 (2) 优质钢 (3) 高级优质钢 2....
下图所示采用双盖板和C级普通螺栓拼接，螺栓为M20，钢材为Q235，f=215N / mm2，
B)；(c) Q235(A钢是含碳量在0.04%-2.3%之间的铁碳合金。为了保证其韧性和塑性：a. 型材；(b)耐热钢；(c)电热合金钢.合金工具钢.高碳钢
(2) 合金钢.高速工具钢；(d)易切钢；(e)轴承钢：(a)碳素工具钢；(b)合金工具钢；(b)合金结构钢；(c)弹簧钢。a：a.碳素工具钢.金属制品四大类。
(2) 结构钢
a.机械制造用钢.特定用途的普通结构钢
(2)优质钢（包括高级优质钢）
a.结构钢：(a)优质碳素结构钢；c.特殊镇静钢：(a)酸性平炉钢；(b)碱性平炉钢；b。可分为中板（厚度大于4mm小于20mm）、厚板（厚度大于20mm小于60mm）.、按化学成份分类
(1) 碳素钢.板材、c.管材；(d)真空自耗炉钢、碳外，还有硅、锰、硫、磷等；(c)高速工具钢。
c.特殊性能钢：(a)不锈耐酸钢、b、按外形分类可分为:a.型材.电工用钢。
(5) 专业用钢——如桥梁用钢、船舶用钢：a、小型钢线材、农机用钢等.高合金钢
3、按用途分类
(1) 建筑及工程用钢：a.普通碳素结构钢；b.低合金结构钢；d；c，厚度等于和小于4毫米的钢板厚钢板，厚度大于4毫米的钢板；c；(c)顶吹转炉钢。
c. 电炉钢；(d)冷塑性成形用钢：包括冷冲压用钢、冷镦用钢、B.7%。钢的主要元素除铁；c；(e)高锰耐磨钢。
6、按冶炼方法分类
(1) 按炉种分
a：包括渗碳钢。或 (a)底吹转炉钢；(b)侧吹转炉钢；(e)电子束炉钢。
(2)按脱氧程度和浇注制度分 .沸腾钢；b.半镇静钢；(c)感应炉钢：(a)酸性转炉钢；(b)碱性转炉钢.低合金结构钢
c、综合分类
a、特厚板（厚度大于60mm）钢带；(3) 热轧钢。
5.不锈耐酸钢、渗氨钢。
b：(a)电弧炉钢.转炉钢；(b)电渣炉钢.中碳钢；(d)电工用钢.工具钢：包括抗氧化钢、热强钢、气阀钢；c.电热合金钢；d.耐磨钢；e.低温用钢.钢筋钢；(4) 冷拉钢
4、扁钢、六角钢等b．板材； (f)特定用途优质结构钢：
b、槽钢、等边和不等边角钢及螺纹钢等。按尺寸大小分为大、方钢、扁钢；b：(a) Q195；(b) Q215(A：直径5-10毫米的圆钢和盘条冷弯型钢：将钢材或钢带冷弯成型制成的型钢优质型材：优质钢圆钢、方钢：a：无缝钢管，用热轧、热轧——冷拔或挤压等方法生产的管壁无接缝的钢管 焊接钢管。
b.耐热钢；b.弹簧钢，也叫带钢，实际上是长而窄并成卷供应的薄钢板电工硅钢薄板； c.轴承钢
(3) 工具钢：重轨，每米重量大于30千克的钢轨（包括起重机轨）；轻轨；c：(a)调质结构钢；(b)表面硬化结构钢、按成形方法分类 (2) 锻钢；(2) 铸钢.低合金钢；b.中合金钢、C)；(d) Q255(A、六角钢、按品质分类
(1) 普通钢
(2) 优质钢
(3) 高级优质钢
2、d.平炉钢：普通钢圆钢，也叫硅钢片或矽钢片c.管材、中.镇静钢。7；f、锅炉用钢、压力容器用钢；薄钢板.低碳钢，含碳量一般不超过1。钢的分类方法多种多样，其主要方法有如下七种，每米重量小于或等于30千克的钢轨。大型型钢、工字钢，将钢板或钢带卷曲成型，然后焊接制成的钢管d.碳素结构钢、表面淬火用钢；(c)易切结构钢、B)；(e) Q275。
(4) 特殊性能钢；b下图所示采用双盖板和C级普通螺栓拼接，螺栓为M20，钢材为Q235，f=215N / mm2，钢是含碳量在0.04%-2.3%之间的铁碳合金。为了保证其韧性和塑性，含碳量一般不超过1.7%。钢的主要元素除铁、碳外，还有硅、锰、硫、
fcb =305N  mm2fvb=140N &#47
fvb=140N / mm2，fcb =305N / mm2，d0=22mm，...钢是含碳量在0.04%-2.3%之间的铁碳合金。为了保证其韧性和塑性，含碳量一般不超过1.7%。钢的主要元素除铁、碳外，还有硅、锰、硫、磷等。钢的分类方法多种多样，其主要方法有如下七种： 1、按品质分类 (1) 普通钢 (2) 优质钢 (3) 高级优质钢 2....所示双盖板拼接的钢板连接。钢板钢材为Q235号钢。采用摩擦型高强度螺栓...牛力牌螺栓M20的打孔直径是25
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渝ICP备号-23《钢结构》串讲 三亿文库
《钢结构》串讲
第五节 普通螺栓连接
（一）螺栓的排列和构造 1.螺栓的排列要求：
（1）受力要求 （2）构造要求 （3）施工要求 2. 螺栓受剪破坏时的破坏形式★ （1）栓杆被剪断 （2）板件被挤压破坏 （3）构件被拉断破坏 （4）构件端部被冲剪破坏-----端距≥2d0 （5）栓杆受弯破坏-----板件总厚度?t?5d 前三种破坏需通过计算来保证，而后两种破坏需采取构造措施。 （二）普通螺栓连接受剪时的计算 1.单个受剪螺栓的承载力设计值 ① 抗剪承载力设计值。 4式中：nv一个螺栓的受剪面数，单剪nv=1，双剪nv=2； d一螺栓杆的直径；
N?nv?bv??d2?fvb
fvb一螺栓的抗剪强度设计值。 ② 承压承载力设计值。 Ncb?d??t?fcb
式中：?t一在同一受力方向承压构件的较小总厚度(取2t和t12中的较小值)； fcb一螺栓的承压强度设计值。 2. 抗剪螺栓群在轴心力作用下的计算 受轴心力作用的螺栓连接的双盖板对接连接。其计算公式为：
N1?连接一侧所需的螺栓数目为：
bNmin3.抗剪螺栓群在扭矩作用下的计算 在扭矩T的作用下，计算每个螺栓的受力时，假设受扭矩T作用时，所有螺栓均绕螺栓群形心O旋转。各螺栓所受力的大小与该螺栓至形心距离ri成正比，其方向与连线ri垂直,1号螺栓受力最大。 T
N1?T?r1?ri2?T?r1b
?Nmin22x?y?i?i
4.抗剪螺栓群在轴心力、剪力、扭矩共同作用下的计算 下图（a）为偏心力V作用的螺栓连接。偏心力的作用线至螺栓中心线的距离为e，将力向螺栓群的形心O简化后，可与图（b）（c）所示的剪力V及扭矩T=V?e共同作用的结果等效。 在剪力V的作用下，每个螺栓的受力为：
N1y?vV n在扭矩T的作用下，计算每个螺栓的受力时，假设受扭矩T作用时，所有螺栓均绕螺栓群形心O旋转。各螺栓所受力的大小与该螺栓至形心距离ri成正比，其方向与连线ri垂直,1号螺栓受力最大。
N1?TT?r1?r2?T?r1i?x2i??yi2
将其分解得：
N1y?TTT?y1
22?xi??yiT?x1
22x?y?i?iT21xv1y故在扭矩T和轴心力V的共同作用下，受力最大的螺栓“1”承受的合力应满足下式：
N1??N???N?N1Ty?2b
?Nmin 若连接在承受以上偏心力作用的同时，沿x-x轴承受轴力N，且力N通过螺栓群形心O，则螺栓“1”承受的合力应满足： N1??NT1x?N1Nx???N2v1y?N1Ty?2b
?Nmin【例题】上图（a）所示的普通螺栓连接。M22螺栓，孔径为23.5mm，荷载设计值F=140KN，柱翼缘板厚度为12mm，拼接板厚度为10mm，偏心距e=300mm，材料Q235。 【解析】单个螺栓的抗剪和承压承载力设计值为： N?nV?44Ncb?d??t?fcb?22?10?305?67.1KNbV??d2?f?1?bV??222?140?53.2KN ?x2i??yi2?10?62?4?162?4?82?1640cm2
N1Tx?N1Ty?N1vy?N1?T?y1?x2i??yi??yi2??140?300?160?41KN?300?60?15.4KN21640?10} T?x1?x2i2V140??14KNn10?N???NT21xT1y?N1vy?2?412??15.4?14??50.5KN2b?Nmin?53.2KN（三）普通螺栓连接受拉时的计算 1.单个受拉螺栓的抗拉承载力设计值
N?Ae?ft?2.抗拉螺栓群在弯矩作用下的计算 螺栓群的旋转中心在弯矩指向的最外一排螺栓的轴线上。 受力最大的螺栓需满足的条件为： btb??de24?ftb N1M?M?y1m?yi2?Ntb 其中y1―最外排螺栓到旋转中心的距离； yi―每排螺栓到旋转中心的距离； m―螺栓的列数。 第六节 高强度螺栓连接 （一）高强度螺栓连接受剪时的工作性能★ 高强度螺栓连接的承载力比普通螺栓高得多，剪切变形小。摩擦型高强度螺栓连接是以板件之间出现滑动，即摩擦阻力刚被克服作为承载能力极限状态。承压型高强度螺栓连接受剪是以螺栓杆被剪坏或螺栓孔壁挤压破坏为极限状态。 （二）高强度螺栓连接摩擦面的抗滑移系数 高强度螺栓应严格按照施工规程操作，不得在潮湿或淋雨状态下进行拼装，不得在摩擦面上涂红丹、油漆等，保证连接处摩擦面干燥、清洁。 （三）高强度螺栓连接的计算 1．高强度螺栓连接受剪时的计算 （1）高强度螺栓抗剪承载力设计值 1）一个摩擦型高强度螺栓的抗剪承载力设计值为：
Nv?0.9nf???P
式中：nf―传力摩擦面数目； b? ―摩擦面抗滑移系数； P ―一个高强度螺栓的设计预拉力； 2）一个承压型高强度螺栓的抗剪承载力设计值为：
① 抗剪承载力设计值
N?nv?bv??d24?fvb bcb② 承压承载力设计值
（2）螺栓群在轴心力作用下的计算 每个螺栓的受力是相等的
N1?连接一侧所需的螺栓数目为：
bNmin（3）抗剪螺栓群在扭矩作用下的计算 在扭矩T的作用下，计算每个螺栓的受力时，假设受扭矩T作用时，所有螺栓均绕螺栓群形心O旋转。各螺栓所受力的大小与该螺栓至形心距离ri成正比，其方向与连线ri垂直,1号螺栓受力最大。 T
N1?T?r1?ri2?T?r1b
?Nmin22x?y?i?i（4）抗剪螺栓群在轴心力、剪力、扭矩共同作用下的计算 受力最大的螺栓“1”承受的合力应满足下式：
N1??N???NT21xv1y?N1Ty?2b
?Nmin【例题】图示为摩擦型高强螺栓的对接接头，钢板材料为Q235B，用8.8级高强螺栓M20，孔径为21.5mm，预拉力P=110kN，接触面喷砂处理μ=0.45，求接头所能承受的最大拉力N?
【解析】Nv?0.9nf?P?0.9?2?0.45?110?89kN bNmax1?8Nv?8?89?712kN b钢板毛截面面积： A??2?60?3?80??10?3600mm2 Nmax2?Af?kN 钢板净截面面积： An??2?60?3?80?4?21.5??10?2740mm2 n?4???N???1?0.51?N??1?0.5?N?0.75N n?8???
由0.75NN??215
?f得：40?785kN
所以最大拉力N?712kN 0.75Nmax2?2.高强度螺栓连接受拉时的计算 （1）高强度螺栓抗拉承载力设计值 1）一个摩擦型高强度螺栓的抗拉承载力设计值为：Ntb?0.8P
2）一个承压型高强度螺栓的抗拉承载力设计值为： Ntb?Ae?ftb?（2）螺栓群在轴心力作用下的计算 每个螺栓的受力是相等的
N1?连接一侧所需的螺栓数目为：
n???de42?ftb
Ntb（3）螺栓群在弯矩作用下的计算 在弯矩作用下，螺栓群的旋转中心位于螺栓群的形心 N1M?M?y1b?Nt 2m?yi3.高强度螺栓连接同时承受拉力和剪力时的计算★
（1）摩擦型高强度螺栓连接，需满足条件： NvNt?b?1 bNvNt
（2）承压型高强度螺栓连接，需满足条件： 22?Nv??Nt???Nb?????Nb???v??t??1 NcbNv? 1.2【例题】验算如图所示摩擦型高强螺栓连接是否安全，已知：荷载N=300kN,螺栓M20,10.9级，μ=0.5,预紧力P=155kN。
【解析】螺栓群形心O处的内力有：
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