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1、六、螺栓连接 Bolted Connection 螺栓作为钢结构主要连接紧固件，通常用于钢结构中构件间的 连接、固定、定位等. 螺栓的种类：普通螺栓和高强度螺栓两种。 精制螺栓（A级和B级），5.6s和8.8s I 类孔， 0.180.25mm,传递剪力和 拉力性能好，但价格高。 普通螺栓 粗制螺栓(C级），4.6s和4.8s II 类孔, 1.53.0mm,传递剪力性能 差，传递拉力性能较好。 。 4.6s 4表示螺栓抗拉强度为400MPa，.6表示屈服强度 与抗拉强度之比 高强螺栓 强度较高。8.8S和10.9S。1.52.0mm(摩擦型） 1.01.5mm承压型） 常用螺栓直径： 16，
2、18，20，22，24 mm 螺栓连接的种类: 普通螺栓连接,高强螺栓连接 6-1、普通螺栓连接的构造和计算 Configuration &. Design of Ordinary Bolted Connection 普通螺栓连接： 1、抗剪螺栓连接 螺栓杆承受剪切、挤压作用（作用力垂直螺栓 杆） 2、抗拉螺栓连接 螺栓杆承受拉力作用（作用力平行螺栓杆） 3、承受剪拉的螺栓连接 螺栓杆承受剪切、挤压和拉力作用 螺栓的排列和构造要求 排列方式 并列和错列 总的要求 排列应满足强度要求、构造要求和施工要求。 规范规定了螺栓排列的最小和最大容许间距。 端距、边距、中距要求见规范 限制最小容许距离的目
3、的： 减小板件的应力集中；防止钢板端部剪断；防 止钢板面积削弱过多；为方便施工需要。 限制最大容许距离的目的： 防止构件凸曲现象；防止连接件的接触面不够 紧密，易腐蚀。 普通螺栓连接的工作性能 （1） 抗剪螺栓连接的受力和破坏 受力特征： 外力较小时，摩擦力传递外力； 外力超过最大摩擦力后，构件开始滑移，螺杆接触构 件的孔壁，螺杆受剪、弯和轴向力作用，而孔壁受挤 压。 试验证明 弹性阶段，两端螺栓受力大，中间螺栓受力小。塑性 阶段，螺栓受力趋于相等直到破坏。 受剪螺栓连接的破坏形式 (1)螺杆剪断；(2)孔壁压坏；(3)钢板端部剪 断；(4)钢板拉断 螺栓连接的计算仅考虑(1)和(2)(4)三
4、种破坏形 式。 一个抗剪螺栓的承载力 1)抗剪承载力设计值（图a） 按螺栓抗剪 2）承压承载力设计值（图b） 按孔壁承压 单个抗剪螺栓的承载力 （2） 拉力螺栓连接的受力和破坏 受力特点： 外力使被连接构件的接触面有脱开的趋 势，而使螺栓杆受拉。 破坏形式：螺栓杆拉断。 一个受拉螺栓的承载力设计值 *有效直径问题（查表解决） *附加力问题（0.8f和构造措施解决） （3）受剪拉螺栓连接的受力和破坏 受力特点： 螺栓群承受剪力和拉力的联合作用。 破坏形式： 、螺栓杆受剪兼受拉破坏 、孔壁承压破坏 普通螺栓群受剪连接的计算 (1)螺栓群轴心受剪 (a)两钢板拼接 板受力示意图 当受力方向连接长度
5、时，认为轴心力 由各螺栓平均分担。 螺栓数确定: 当受力方向连接长度 时，内力不易均 匀。考虑修正承载力 螺栓数: , 在搭接或单面拼接板的接头中，考虑偏心传力 使螺栓产生附加弯矩，螺栓数量按计算值增加 10%。单角钢单面拼接时，螺栓数量按计算值 增加15%。 取整数进行排列。然后验算构件的净截面强度 。 并列构件的净截面强度验算： 被连接件：危险截面1-1 ， ，受力为 盖板：危险截面3-3， ，受力为 错列构件的净截面强度验算：可能破坏的截面1-1，2 -2（折线截面） 被连接件：截面1-1， ，受力为 截面2-2， ，受力为 盖板：截面3-3，4-4（折线截面）净截面面积计算方 法同上。
6、 (b)两角钢板拼接 将角钢截面展开, 计算方法同两钢板连接。 计算步骤： 计算单个螺栓的承载力确定螺栓数量螺 栓排列净截面强度验算 (2)螺栓群在扭矩作用下的计算 假定： （a）被连接构件绝对刚性，螺栓弹性； （b）各螺栓受力方向垂直该点与形心的连线， 且剪力的大小与连线距离的大小成正比。 最大剪力： 当螺栓群狭长时， 时，可忽略 则 验算： (3)螺栓群在扭矩、剪力和轴力共同作用下的 计算 离螺栓群形心最远螺栓： 扭矩T作用下， , 剪力V作用下， 轴力N作用下， 验算： 普通螺栓群受拉连接的计算 （1）螺栓群轴心受力 假定螺栓平均受力 螺拴数确定： （2）螺栓群受弯矩作用 计算原理: 精
7、确计算中和轴困难，近似假定在弯矩指向一 側的最下一排螺栓轴线上，并忽略压力提供的 矩。 螺栓拉力： 验算： （3）螺栓群受弯矩和轴力作用(图a) 偏心受拉 弯矩引起三角形应力分布，上部螺栓受拉，下部 受压。轴力由各螺栓平均分配。 螺栓的最大和最小受力 ， 当 时，弯矩较小， ，所有螺栓受拉(图 b) 当 时，弯矩较大， ，连接下部受压 (图c)。 近似假定在最下一排螺栓轴线上，并忽略压力提 供的矩。（类似纯弯情况） 普通螺栓群受剪力和拉力联合作用 （1）有支托承受剪力，仅拉力由螺栓群承受 。 按受拉螺栓连接计算。支托用角焊缝连接 。 ， （2）无支托承受剪力，螺栓承受剪力和拉力。 验算公式：
8、且 6-2、高强螺栓连接的性能和计算 1、高强螺栓连接的预拉力 通过拧紧 螺帽，使螺杆受到拉伸作用，产 生预拉力，而被连接板件间产生挤压力。 预拉力控制方法：扭矩法、扭剪法、转角法。 2、高强螺栓连接分类： （1）摩擦型高强螺栓连接 （2）承压型高强螺栓连接 用于受剪、受拉以及剪拉联合作用。 3、高强螺栓连接的性能 （一）、摩擦型高强螺栓连接的工作性能 （1）摩擦型连接高强螺栓受剪 只依靠被连接件之间的摩擦阻力传递剪力，并 以剪力等于摩擦力为承载力的极限状态。 单个抗剪螺栓承载力设计值 净截面强度验算: （2）摩擦型连接高强螺栓受拉 板件间保留一定的压紧力，整个板面始终处于 紧密接触状态。规范
9、规定： 单个抗拉螺栓承载力设计值 （3）摩擦型连接高强螺栓受剪拉 或 （二）、承压型高强螺栓连接的工作性能 类似普通螺栓连接受力特性。 （1）承压型连接高强螺栓受剪 单个抗剪螺栓承载力设计值 （2）承压型连接高强螺栓受拉 单个抗拉螺栓承载力设计值 (在杆轴方向受拉时 ) （3）承压型连接高强螺栓受剪拉 有支托承受剪力，仅拉力由螺栓群承受。 无支托承受剪力，螺栓承受剪力和拉力。 且 高强螺栓群受剪连接的计算 (1)螺栓群轴心受剪 螺栓数确定: 净截面强度验算: 摩擦型 承压型 (2)螺栓群偏心受剪 高强螺栓群受拉连接的计算 (1)螺栓群轴心受拉 摩擦型 承压型 螺拴数确定： (2)螺栓群受弯矩作用 被连接构件保持紧密贴合,认为中性轴在螺栓群的形心上 (3)螺栓群偏心受拉 高强螺栓群受剪拉连接的计算 承压型 且 摩擦型
