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銷軸的常用計算方法

銷軸連接常用于兩個結構構件之間的連接,以滿足構件之間的相對轉動的需要,也用于一些結構構件吊裝過程中。無論是構件連接節點還是吊裝節點,其節點都需要進行必要的驗算,以滿足結構安全及吊裝安全的需要。

銷軸連接方式多種多樣,最常采用的連接的結構方式為單剪連接、雙剪連接和多耳板連接。而建筑結構銷軸連接的結構形式受到加工精度的限制比較單一,多為三耳板(下二上一或下一上二)組成的雙剪結構,這種結構形式由一根銷軸將一側耳板與另一側耳板連接起來,銷軸與耳板之間可以發生相對轉動,相互間的荷載通過銷軸和耳板的接觸面來傳遞。

以吊裝耳板為例(圖中數值為假定,并不一定為常規數值),簡要說明一般常用的計算方法及公式,以供大家討論。

銷軸,先聞

銷軸大樣如下:

銷軸,先聞

P1=400KN,P2=300KN(合力Ta=500KN)

其中銷軸采用45號鋼,耳板采用Q345B

銷軸連接計算分為銷軸的強度計算和耳板的強度計算。

一、銷軸計算:

1、銷軸彎曲強度驗算

把銷軸當作簡支梁進行分析

銷軸彎曲強度驗算

銷軸,先聞

最大彎矩值:

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銷軸彎曲強度計算

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計算滿足。

公式中:M——把銷軸作為簡支梁分析所求得的最大彎矩值

W——銷軸截面的抗彎模量,

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——銷軸的許用彎曲應力,這里采用45號鋼

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2、銷軸剪切強度驗算

把銷軸當作簡支梁進行分析

銷軸剪切強度計算

銷軸,先聞

最大剪應力值(取在中和軸位置,此位置剪應力最大):

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計算滿足。

公式中:Q——把銷軸作為簡支梁分析所求得的最大剪力值

d——銷軸直徑

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——銷軸的許用剪切應力,這里采用45號鋼

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3、平均剪應力復核:

將銷軸按雙剪進行平均剪應力計算

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計算滿足。

二、耳板強度驗算

首先耳板的尺寸必須滿足構造要求(這里我們可以參照螺栓構造要求其滿足1.5~2d,在此構造滿足的情況下,可不進行耳板孔周的抗拉驗算,直接進行抗剪驗算,此理解可供大家討論,此處僅為筆者個人理解),在滿足這一條件下進行計算。

1、耳板孔壁承壓應力驗算

上耳板:

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計算滿足。

下耳板:

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計算滿足。

公式中:N——構件中的軸力,即構件通過承壓傳給銷軸的力;

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——構件的承壓面積,

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,其中d為銷軸直徑,

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為孔壁的承壓總厚度

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——耳板孔壁的許用承壓應力,采用Q345鋼取值為

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注意:此處取承壓面面積時,近似取用銷軸直徑為承壓面長度,一般是可以滿足結構安全的需求的,但是實際上圓柱體體側承壓,經試驗表明多為沿圓周45度到135度范圍內承壓面接觸,也就是圓柱銷軸的圓周的1/4范圍進行接觸,所以此處的承壓面長度(上文公式取為d)取為銷軸周長的1/4更為準確,即:

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2、耳板抗剪驗算

上耳板:

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計算滿足。

公式中:耳板抗剪強度設計值,采用Q345鋼取值為

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下耳板:

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計算滿足。

公式中:耳板抗剪強度設計值,采用Q345鋼取值為

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