销轴的计算.docx

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销轴的计算

销轴连接常用于两个结构构件之间得连接，以满足构件之间得相对转动得需要，也用于一些结构构件吊装过程中。

无论就是构件连接节点还就是吊装节点,其节点都需要进行必要得验算，以满足结构安全及吊装安全得需要。

销轴连接方式多种多样，最常采用得连接得结构方式为单剪连接、双剪连接与多耳板连接.而建筑结构销轴连接得结构形式受到加工精度得限制比较单一，多为三耳板（下二上一或下一上二）组成得双剪结构，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,相互间得荷载通过销轴与耳板得接触面来传递。

以吊装耳板为例（图中数值为假定,并不一定为常规数值）,简要说明一般常用得计算方法及公式,以供大家讨论。

销轴大样如下：

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得强度计算与耳板得强度计算。

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

最大弯矩值:

销轴弯曲强度计算

计算满足。

公式中:

Ｍ—-把销轴作为简支梁分析所求得得最大弯矩值

W——销轴截面得抗弯模量,

——销轴得许用弯曲应力,这里采用４５号钢

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

最大剪应力值（取在中与轴位置,此位置剪应力最大）：

计算满足。

公式中:

Q—-把销轴作为简支梁分析所求得得最大剪力值

d-—销轴直径

——销轴得许用剪切应力，这里采用４5号钢

3、平均剪应力复核：

将销轴按双剪进行平均剪应力计算

计算满足。

二、耳板强度验算

首先耳板得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,在此构造满足得情况下,可不进行耳板孔周得抗拉验算,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：

计算满足。

下耳板：

计算满足.

公式中：

N—-构件中得轴力，即构件通过承压传给销轴得力；

—-构件得承压面积,,其中d为销轴直径,为孔壁得承压总厚度

-—耳板孔壁得许用承压应力,采用Q3４5钢取值为

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，一般就是可以满足结构安全得需求得，但就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,也就就是圆柱销轴得圆周得1/4范围进行接触,所以此处得承压面长度（上文公式取为d）取为销轴周长得1／4更为准确，即:

。

2、耳板抗剪验算

上耳板：

计算满足。

公式中：

耳板抗剪强度设计值,采用Q３４５钢取值为

下耳板：

计算满足.

公式中：

耳板抗剪强度设计值,采用Ｑ345钢取值为

三、下耳板焊缝计算

下耳板连接焊缝常规情况下有两种形式,一种为等强剖口全熔透焊缝连接，一种为双面角焊缝连接，采用何种焊缝形式与耳板厚度、间距、荷载大小、施焊可操作性等都有关系，根据实际节点形式选择合理得可实施得节点焊缝形式。

将耳板作为拉弯构件进行计算

底部附加弯矩由偏心水平力产生：

公式中：

——构件中得轴力得水平分力

——力作用点到支座距离

根据《钢结构设计规范》5、2拉弯构件与压弯构件规定，５。

2．1弯矩作用在主平面内得拉弯构件与压弯构件，其强度应按下列规定计算：

当为等强剖口焊缝连接时，计算（焊缝与母材等强计）:

计算满足。

当为双面角焊缝连接时，（焊脚高度16mｍ）计算:

计算满足。

若焊缝为直角角焊缝时，净截面模量为０、7倍焊脚尺寸作为焊缝有效厚度进行计算。

参数说明：

为构件所受轴力；

为构件净截面面积；

为构件所受绕X轴弯矩作用;

为构件所受绕Ｙ轴弯矩作用；

为与X轴截面模量相应得截面塑性发展系数；

为与Y轴截面模量相应得截面塑性发展系数；

为对X轴得净截面模量（按边缘屈曲准则，取最大抵抗矩位置）；

为对Ｙ轴得净截面模量（按边缘屈曲准则，取最大抵抗矩位置）；

为对接焊缝抗拉强度设计值。

这里采用Q３4５钢=２95;

为角焊缝抗拉强度设计值.这里采用Ｑ345钢=２00。

小结：

销轴主要受力特征：

1、销轴直径相对于耳板厚度越粗壮，销轴刚度越大，销轴以剪切变形为主;销轴直径相对于耳板厚度比较细，销轴刚度较小，销轴逐渐转变为以弯曲变形为主。

2、上下耳板之间得间距（图中为5mｍ）越大，则销轴承受得弯矩越大，承压面受力分布越不均匀；间距越小甚至达到紧密贴合得程度,销轴承受得弯矩达到最小,受力状态较为理想（上文中取弯矩受力点为板中心位置，与实际受力略有区别,计算时要根据实际情况加以区分）,承压面分布均匀。

３、　销轴孔径与销轴直径比值越大,则显然造成销轴承压接触面变小，计算与假定误差较大，并且应力集中现象严重；一般要求孔径与直径比尽量接近１:

１，一般情况为孔径大于直径约2~5mm,这样承压区域分布均匀且接触面积与计算接近.

4、销轴直径与耳板厚度得比值需协调，尽量不要出现极端得薄耳板大销轴或者厚耳板小销轴得情况,计算假定应尽量与实际节点形式相符合,只有此种情况下得计算结果才就是可以采用得。