销轴连接方式多种多样,最常采用的连接的结构方式为单剪连接、双剪连接和多耳板连接。而建筑结构销轴连接的结构形式受到加工精度的限制比较单一,多为三耳板(下二上一或下一上二)组成的双剪结构,这种结构形式由一根销轴将一侧耳板与另一侧耳板连接起来,销轴与耳板之间可以发生相对转动,相互间的荷载通过销轴和耳板的接触面来传递。
以吊装耳板为例(图中数值为假定,并不一定为常规数值),简要说明一般常用的计算方法及公式,以供大家讨论。
销轴,先闻
销轴大样如下:
销轴,先闻
P1=400KN,P2=300KN(合力Ta=500KN)
其中销轴采用45号钢,耳板采用Q345B
销轴连接计算分为销轴的强度计算和耳板的强度计算。
一、销轴计算:
1、销轴弯曲强度验算
把销轴当作简支梁进行分析
销轴弯曲强度验算
销轴,先闻
最大弯矩值:
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销轴弯曲强度计算
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计算满足。
公式中:M——把销轴作为简支梁分析所求得的最大弯矩值
W——销轴截面的抗弯模量,
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——销轴的许用弯曲应力,这里采用45号钢
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2、销轴剪切强度验算
把销轴当作简支梁进行分析
销轴剪切强度计算
销轴,先闻
最大剪应力值(取在中和轴位置,此位置剪应力最大):
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计算满足。
公式中:Q——把销轴作为简支梁分析所求得的最大剪力值
d——销轴直径
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——销轴的许用剪切应力,这里采用45号钢
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3、平均剪应力复核:
将销轴按双剪进行平均剪应力计算
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计算满足。
二、耳板强度验算
首先耳板的尺寸必须满足构造要求(这里我们可以参照螺栓构造要求其满足1.5~2d,在此构造满足的情况下,可不进行耳板孔周的抗拉验算,直接进行抗剪验算,此理解可供大家讨论,此处仅为笔者个人理解),在满足这一条件下进行计算。
1、耳板孔壁承压应力验算
上耳板:
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计算满足。
下耳板:
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计算满足。
公式中:N——构件中的轴力,即构件通过承压传给销轴的力;
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——构件的承压面积,
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,其中d为销轴直径,
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为孔壁的承压总厚度
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——耳板孔壁的许用承压应力,采用Q345钢取值为
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注意:此处取承压面面积时,近似取用销轴直径为承压面长度,一般是可以满足结构安全的需求的,但是实际上圆柱体体侧承压,经试验表明多为沿圆周45度到135度范围内承压面接触,也就是圆柱销轴的圆周的1/4范围进行接触,所以此处的承压面长度(上文公式取为d)取为销轴周长的1/4更为准确,即:
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。
2、耳板抗剪验算
上耳板:
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计算满足。
公式中:耳板抗剪强度设计值,采用Q345钢取值为
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下耳板:
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计算满足。
公式中:耳板抗剪强度设计值,采用Q345钢取值为