上海大学建筑力学第五章

第五章剪切刘鹏上海大学国际工商与管理学院10/10/20231第五章剪切第1页5．1剪切和挤压概念5．1．1剪切Shear概念5．1．2挤压概念10/10/20232第五章剪切第2页5．1．1剪切Shear概念10/10/20233第五章剪切第3页5．1．1剪切Shear概念10/10/20234第五章剪切第4页剪切变形特点1)受力特点2)变形特点10/10/20235第五章剪切第5页5．1．2挤压概念构件发生剪切变形时，往往会受到挤压作用。挤压10/10/20236第五章剪切第6页例：铆钉孔被铆钉压成长圆孔挤压：发生在两个构件互相接触表面。压缩：发生在一种构件上10/10/20237第五章剪切第7页5．2剪切和挤压实用计算5．2．1剪切实用计算5．2．2挤压实用计算10/10/20238第五章剪切第8页5．2．1剪切实用计算计算剪切面上内力10/10/20239第五章剪切第9页5．2．1剪切实用计算实用计算法：假定切力在剪切面上分布是均匀确保构件在工作时不发生剪切破坏，强度条件为10/10/202310第五章剪切第10页5．2．2挤压实用计算实用计算法：以为挤压应力在挤压面上分布是均匀10/10/202311第五章剪切第11页挤压面积计算1）当接触面为圆柱面一部分（螺栓、销钉、铆钉）10/10/202312第五章剪切第12页挤压面积计算2）接触面是平面时，接触面积为挤压面积确保构件局部不发生挤压塑性变形，强度条件为10/10/202313第五章剪切第13页5.3鉚接接头实用计算如图a所示用鉚钉连接两块钢板，当钢板受拉力作用时，鉚钉就受到由钢板传来上、下两个力P作用10/10/202314第五章剪切第14页鉚钉在这对横向力作用下，上、下两部分沿m-m截面错动，m-m截面叫受剪面或叫剪切面可取上半部分(或下半部分)鉚钉为研究对象，其受力图为图(b)所示，显然，为使上半部分平衡条件得到满足，受剪面m-m上必然存在着一种与外力大小相等、方向相反内力Q，即由平衡方程剪切强度10/10/202315第五章剪切第15页力Q是在截面m-m上，平行于截面m-m，这种平行于截面内力叫剪力轴向拉压时，杆件横截面上轴力垂直于截面;它在单位面积上大小是正应力σ，正应力σ也垂直于截面。目前所研究内力----剪力是平行横截面，它在单位面积上大小便是剪应力τ10/10/202316第五章剪切第16页剪应力计算公式剪切强度条件为:对于塑性材料[τ]=(0.6~0.8)[σ]对于脆性材料[τ]=(0.8~1.0)[σ]10/10/202317第五章剪切第17页挤压强度两接触面上存在互相压力称为挤压力Pj，互相接触面称为挤压面。在挤压面上，单位面积上挤压力称为挤压应力，用符号σj叫表达10/10/202318第五章剪切第18页在接触面上，鉚钉与钢板之间挤压应力分布情况如图(b)所示。最大应力发生在圆柱形接触面中线上10/10/202319第五章剪切第19页挤压应力计算公式为式中Pj为挤压面上挤压力。Aj为挤压面计算面积挤压强度条件为:塑性材料[σj]=(0.5-2.5)[σ]脆性材料[σj]=(0.9-1.5)[σ]10/10/202320第五章剪切第20页[例5-1]对如图所示鉚接构件，已知钢板和鉚钉材料相同，许用应力[σ]=160Ma，[τ]=140MPa，[σj]=320MPa，鉚钉直径d=16mm，P=110kN。试校核该鉚接连接件强度。10/10/202321第五章剪切第21页(1)鉚钉剪切强度校核以鉚钉作为研究对象，画出鉚钉受力图，图(b)每个鉚钉受到作用力为:每个鉚钉受剪面积为：10/10/202322第五章剪切第22页由剪切强度条件式因此鉚钉剪切强度条件满足10/10/202323第五章剪切第23页(2)校核鉚钉与钢板挤压强度每个鉚钉与钢板接触处挤压力挤压面面积按要求应采取鉚钉圆柱体直径平面面积Aj=td由挤压强度条件式挤压强度条件满足10/10/202324第五章剪切第24页(3)校核钢板拉伸强度因两块钢板受力和开孔情况相同，只需校核其中一块即可如图(c)所示。现下列面一块钢板为例。钢板相称一根受多种力作用拉杆，先作出其轴力图如图(d)所示10/10/202325第五章剪切第25页1-1截面与3-3截面受鉚钉孔削弱后净面积相同，而1-1截面上轴力比3-3截面上轴力小，因此，3-3截面比1-1截面更危险，不再校核1-1截面。而2-2截面与3-3截面相比较，前者净面积小，轴力也较小;后者净面积大而轴力也大10/10/202326第五章剪切第26页截面2-2截面3-3钢板拉伸强度条件满足10/10/202327第五章剪切第27页[例5-2]己知钢板厚度t=10mm，其剪切极限应力为白=300MPa，如图4-7(a)所示。若用冲床将钢板冲出直径d=25