型鋼拼接（螺栓連接）計(jì)算示例一、工程概況本計(jì)算針對C32a槽鋼豎楞拼接節(jié)點(diǎn)，采用螺栓連接方式，具體構(gòu)造及材料參數(shù)如下：連接構(gòu)件：主體型鋼：C32a槽鋼（后續(xù)計(jì)算涉及翼緣、腹板關(guān)鍵尺寸：翼緣寬度88mm、翼緣厚度14mm，腹板高度320mm、腹板厚度8mm）；連接鋼板：670mm×80mm×14mm（翼緣連接板）、3340mm×290mm×10mm（腹板連接板）；連接螺栓：8.8級M20粗制普通螺栓（公稱直徑d=20mm）。節(jié)點(diǎn)圖紙：包含主視圖、側(cè)視圖、俯視圖（詳見“槽鋼豎楞連接大樣圖”），螺栓布置需結(jié)合圖紙確保間距、邊距符合《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB50017）要求，避免螺栓群受力不均。二、螺栓強(qiáng)度指標(biāo)及符號定義2.18.8級普通螺栓強(qiáng)度參數(shù)強(qiáng)度類型設(shè)計(jì)值（MPa）符號表示說明抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值400f_t^b螺栓桿受拉時的最大允許應(yīng)力抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值320f_v^b螺栓桿受剪時的最大允許應(yīng)力2.2關(guān)鍵符號定義符號含義單位本工程取值d螺栓公稱直徑mm20\sumt螺栓受壓實(shí)心截面總厚度mm14（連接板厚度）n_v螺栓受剪面數(shù)目-1（單剪面連接）A_v螺栓受剪截面面積（A_v=\frac{\pid^2}{4}）mm2314（\frac{3.14×20^2}{4}）A_g型鋼毛截面面積（分翼緣、腹板）mm2翼緣：88×14；腹板：320×8f_t型鋼抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值MPa215（Q235鋼默認(rèn)值）N_b^c單個螺栓承壓承載力設(shè)計(jì)值kN-N_b^v單個螺栓受剪承載力設(shè)計(jì)值kN-N_b^{min}單個螺栓最大承載能力（取N_b^c、N_b^v最小值）kN-n_f翼緣一側(cè)所需螺栓數(shù)目個-n_w腹板一側(cè)所需螺栓數(shù)目個-三、單個M20螺栓承載力計(jì)算3.1螺栓承壓承載力計(jì)算公式：N_b^c=d\cdot\sumt\cdotf_c^b（注：f_c^b取螺栓抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值400MPa，因連接板材質(zhì)與螺栓匹配，承壓強(qiáng)度由螺栓控制）代入數(shù)據(jù)：N_b^c=20\times14\times400=112000N=112kN3.2螺栓受剪承載力計(jì)算公式：N_b^v=n_v\cdotA_v\cdotf_v^b代入數(shù)據(jù)：N_b^v=1\times\frac{3.14\times20^2}{4}\times320=1\times314\times320=100480N\approx100kN3.3單個螺栓最大承載能力確定取承壓承載力與受剪承載力的最小值：N_b^{min}=min\{N_b^c,N_b^v\}=min\{112kN,100kN\}=100kN四、豎楞一側(cè)螺栓數(shù)目估算（按毛截面面積85%估算）4.1翼緣板一側(cè)螺栓數(shù)目計(jì)算公式：n_f=\frac{0.85\cdotA_{g,f}\cdotf_t}{N_b^{min}}（A_{g,f}為單側(cè)翼緣毛截面面積）代入數(shù)據(jù)（翼緣：A_{g,f}=88×14=1232mm2）：n_f=\frac{0.85\times88\times14\times215}{100\times10^3}=\frac{0.85\times1232\times215}{100000}=\frac{229748}{100000}\approx2.3個按構(gòu)造要求取整，實(shí)際采用n_f=4個（需滿足螺栓間距≥2.5d=50mm，邊距≥1.5d=30mm）。4.2腹板一側(cè)螺栓數(shù)目計(jì)算公式：n_w=\frac{0.85\cdotA_{g,w}\cdotf_t}{N_b^{min}}（A_{g,w}為腹板毛截面面積）代入數(shù)據(jù)（腹板：A_{g,w}=320×8=2560mm2）：n_w=\frac{0.85\times320\times8\times215}{100\times10^3}=\frac{0.85\times2560\times215}{100000}=\frac{469760}{100000}\approx4.7個按構(gòu)造要求取整，實(shí)際采用n_w=8個（腹板螺栓需沿高度均勻布置，避免局部應(yīng)力集中）。五、豎楞拼接處強(qiáng)度校核5.1翼緣板拼接校核（驗(yàn)證螺栓數(shù)目是否滿足受力要求）公式：n_f'=\frac{W_{nx}\cdotf_t}{(h-t_f)\cdotN_b^{min}}（注：W_{nx}為翼緣凈截面抵抗矩，簡化計(jì)算采用毛截面受力推導(dǎo)，h為槽鋼高度，t_f為翼緣厚度）代入數(shù)據(jù)（h=320mm，t_f=14mm，翼緣受力：(88×14×215)）：n_f'=\frac{88\times14\times215}{(320-14)\times100\times10^3}=\frac{269120}{306\times100000}\approx2.4個實(shí)際采用n_f=4個，2.4<4，滿足受力要求。5.2腹板拼接校核（驗(yàn)證螺栓數(shù)目是否滿足受力要求）公式：n_w'=\frac{(h-2t_f)\cdott_w\cdotf_t}{N_b^{min}}（t_w為腹板厚度，h-2t_f為腹板有效高度）代入數(shù)據(jù)（腹板有效高度：320-2×14=292mm，腹板厚度t_w=8mm）：n_w'=\frac{(320-2×14)\times8\times215}{100\times10^3}=\frac{292\times8\times215}{100000}=\frac{494480}{100000}\approx2.9個實(shí)際采用n_w=8個，2.9<8，滿足受力要求。六、結(jié)論單個8.8級M20螺栓最大承載能力為100kN，由受剪承載力