某工业钢平台主梁,采用焊接工字形截面,如图1-6-9所示。L(来学网)=41579×10mm,Q345B制作。由于长度超长,需要工地拼接。
  1. 主梁腹板拟在工地用10.9级摩擦型高强度螺栓进行双面拼接,如图1-6-10所示。连接处构件接触面处理方式为喷砂后生赤锈。拼接处梁的弯矩设计值M=6000kN·m,剪力设计值V=1200kN。试问,主梁腹板拼接所用高强度螺栓的型号,应按下列何项采用?

    提示:弯矩设计值引起的单个螺栓水平方向最大剪力
    A.
    (来学网)M16
    B.
    (来学网)M20
    C.
    (来学网)M22
    D.
    (来学网)M24
  2. 主梁翼缘拟在工地用10.9级M24.摩擦型高强度螺栓进行双面拼接,如图1-6-11所示,螺栓孔径d=25.5mm。设计按等强原则,连接处构件接触面处理方式为喷砂后生赤锈。试问,在拼接头一端,主梁上翼缘拼接所用高强度螺栓的数量,与下列何项数值最为接近?
    A.
    (来学网)12
    B.
    (来学网)18
    C.
    (来学网)24
    D.
    (来学网)30
  3. 若将上题中10.9级M24摩擦型高强度螺栓改为5.6级M24普通螺栓,其他条件不变,试问,在拼接头一端,主梁上翼缘拼接所需的普通螺栓数量,与下列何项数值最为接近?
    A.
    (来学网)12
    B.
    (来学网)18
    C.
    (来学网)24
    D.
    (来学网)30
正确答案:
(1)C
(2)C
(3)C
答案解析:
21.图中一侧螺栓数为8×4=32个。于是,剪力引起的单个螺栓竖向剪力为1200/32=37.5kN
一个受力最大螺栓承受的总剪力

依据《钢结构设计规范》GB50017-2003的7.2.2条,所需预拉力为

查表7.2.2-2可知,10.9级M22高强度螺栓可提供预拉力P=190kN,满足要求。故选择C。
点评:在本题中,是否需要考虑剪力向一侧螺栓群形心简化形成一个弯矩增量△M(实际上对于螺栓群而言是扭矩)?
若考虑此AM,将是以下步骤:
△M=1200×(40+55+5)×10=120kN.m
受力最大螺栓因此受到的剪力设计值为

将该力分解为水平向和垂直向,分别为


于是,受力最大螺栓承受的剪力设计值为:

该力与不考虑弯矩增量时相比,增加了(150.7-147)/147=2.5%,不会造成多大的影响。据此仍然选择C。
22.摩擦型高强度螺栓连接按照等承载力原则设计时,所需螺栓数为

依据《钢结构设计规范》GB50017-2003的7.2.2条,一个10.9级M24摩擦型高强度螺栓的抗剪承载力设计值为

于是

考虑到1排布置6个,所以,取24个,选择C。此时,连接长度为3×80=240mm<15d=15×25.5=382mm,螺栓承载力不必考虑折减,可以满足要求。
23.一个5.6级M24普通螺栓的抗剪承载力为


取二者较小者,
翼缘净截面可承受的拉力设计值为N=25×(650-6×25.5)×295=3665×10N
一侧所需螺栓数

今按照24个螺栓考虑,连接长度为3×80=240mm<15d=15×25.5=382,不必考虑折减,故24个螺栓可以满足要求,选择C。