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1、6.1普通螺栓连接 6.2 高强度螺栓连接 6.3 铆钉连接,第6章 钢结构螺栓连接和铆接,第6章 钢结构螺栓连接和铆接,第6章 钢结构螺栓连接和铆接,知识目标 熟悉钢结构主要连接方式的特点； 熟悉普通螺栓和高强螺栓的施工工艺要求，掌握质量验收标准和方法； 熟悉铆接的施工工艺要求及质量验收标准和方法 学习目标 通过理论教学和技能实训，了解钢结构各种连接的特点，熟悉钢结构螺栓连接的施工工艺和质量验收要求。掌握钢结构高强螺栓施工工艺和施工验收标准和方法。,第6章 钢结构螺栓连接和铆接,第6章 钢结构螺栓连接和铆接,概 述 钢结构所用的连接方法: 焊接连接(图6.1a)、铆钉连接(图6.1b) 和螺
2、栓连接(图6.1c)三种。,第6章 钢结构螺栓连接和铆接,第6章 钢结构螺栓连接和铆接 概 述,焊缝连接优点是不削弱构件截面，节省钢材；焊件间可直接焊接，构造简单，加工简便，连接的密封性好，刚度大；易于采用自动化生产。缺点是焊缝连接不足是：焊接结构中不可避免地产生残余应力和残余变形，对结构的工作产生不利的影响；在焊缝的热影响区内钢材的力学性能发生变化，材质变脆；焊接结构对裂纹很敏感，一旦局部发生裂纹，便有可能迅速扩展到整个截面，尤其是低温下更易发生脆裂 。,第6章 钢结构螺栓连接和铆接,第6章 钢结构螺栓连接和铆接 概 述,铆钉连接需要先在构件上开孔，用加热的铆钉进行铆合，有时也可用常温的铆钉
3、进行铆合，但需要较大的铆合力。铆钉连接由于费钢费工，现在很少采用。但是，铆钉连接传力可靠，韧性和塑性较好，质量易于检查，对经常受动力荷载作用、荷载较大和跨度较大的结构，有时仍然采用铆接结构。,第6章 钢结构螺栓连接和铆接,第6章 钢结构螺栓连接和铆接 概 述,螺栓连接可分为普通螺栓连接和高强度螺栓连接两种。优点是螺栓连接具有易于安装，施工进度和质量容易保证，方便拆装维护的，缺点是因开孔对构件截面有一定削弱，有时在构造上还须增设辅助连接件，故用料增加，构造较繁；螺栓连接需制孔，拼装和安装时需对孔，工作量增加，且对制造的精度要求较高，但螺栓连接仍是钢结构连接的重要方式之一。,第6章 钢结构螺栓连接
4、和铆接,第6章 钢结构螺栓连接和铆接 概 述,钢网架螺栓球连接也是高强度螺栓连接的一种重要形式。在薄壁钢结构中还经常采用射钉、自攻螺钉和焊钉(栓钉)连接方式。,第6章 钢结构螺栓连接和铆接,第6章 钢结构螺栓连接和铆接 6.1普通螺栓连接,钢结构普通螺栓连接就是将螺栓、螺母、垫圈机械地和连接件连接在一起形成的一种连接形式。 一般受力较大结构或承受动荷载的结构，应采用精制螺栓，以减少接头变形量。由于精制螺栓加工费用较高、施工难度大，工程上极少采用，已逐渐为高强度螺栓所取代。,第6章 钢结构螺栓连接和铆接,第6章 钢结构螺栓连接和铆接 6.1普通螺栓连接,6.1.1普通螺栓连接材料 钢结构普通螺栓
5、连接是由螺栓、螺母和垫圈三部分组成的。 1.普通螺栓 按照普通螺栓的形式，可将其分为六角头螺栓、双头螺栓和地脚螺栓等。 (1)六角头螺栓 可分为A、B、C三个等级，其中，A、B级为精制螺栓，C级为粗制螺栓。,第6章 钢结构螺栓连接和铆接,第6章 钢结构螺栓连接和铆接 6.1普通螺栓连接,A、B级为精制螺栓，一般用35号钢或45号钢做成，级别为5.6级或8.8级。A、B级螺栓加工尺寸精确，受剪性能好，变形很小，但制造和安装复杂，价格昂贵，目前在钢结构中应用较少。,C级为六角头螺栓，也称粗制螺栓。一般由Q235镇静钢制成，性能等级为4.6级和4.8级 。,第6章 钢结构螺栓连接和铆接,第6章 钢结
6、构螺栓连接和铆接 6.1普通螺栓连接,建筑钢结构中使用的普通螺栓，一般为六角头螺栓，螺栓的标记通常为MdL，其中d为螺栓规格(即直径)、L为螺栓的公称长度。 普通螺栓的通用规格为M8、M10、M12、M16、M20、M24、M30、M36、M42、M48、M56和M64等。,(2)双头螺栓。 双头螺栓一般称作螺栓，多用于连接厚板和不便使用六角螺栓连接的地方，如混凝土屋架、屋面梁悬挂单轨梁吊挂件等。,第6章 钢结构螺栓连接和铆接,第6章 钢结构螺栓连接和铆接 6.1普通螺栓连接,(3)地脚螺栓,地脚螺栓分一般地脚螺栓、直角地脚螺栓、锤头螺栓、锚固地脚螺栓等四种。,一般地脚螺栓和直角地脚螺栓是在浇
7、制混凝土基础时预埋在基础之中用以固定钢柱的。 锤头螺栓是基础螺栓的一种特殊型式，是在混凝土基础浇灌时将特制模箱(锚固板)预埋在基础内，用以固定钢柱的。,第6章 钢结构螺栓连接和铆接,第6章 钢结构螺栓连接和铆接 6.1普通螺栓连接,锚栓 锚栓是用于钢构件与混凝土构件之间的连接件，如钢柱柱脚与混凝土基础之间的连接、钢梁与混凝土墙体的连接等。锚栓可分为化学试剂型和机械型两类，化学试剂型是指锚栓通过化学试剂(如结构胶等)与其所植入的构件材料粘结传力，而机械型则不需要。锚栓是一种非标准件，直径和长度随工程情况而定，化学试剂型锚栓的锚固长度一般不小于15倍栓径，机械型锚栓的锚固长度一般不小于25倍栓径，
8、下部弯折或焊接方钢板以增大抗拔力。锚栓一般由圆钢制作而成，材料多为Q235钢和Q345钢，有时也采用优质碳素钢。,第6章 钢结构螺栓连接和铆接,第6章 钢结构螺栓连接和铆接 6.1普通螺栓连接,表6.1 普通螺栓性能等级、化学成分、力学性能,第6章 钢结构螺栓连接和铆接,第6章 钢结构螺栓连接和铆接 6.1普通螺栓连接,表6.2 螺母与螺栓性能等级相匹配的参照表,第6章 钢结构螺栓连接和铆接,第6章 钢结构螺栓连接和铆接 6.1普通螺栓连接,3.垫圈,(1)圆平垫圈。圆平垫圈一般放置于紧固螺栓头及螺母的支承面下面，用以增加螺栓头及螺母的支承面，同时防止被连接件表面损伤。 (2)方型垫圈。方型垫
9、圈一般置于地脚螺栓头及螺母支承面下，用以增加支承面及遮盖较大螺栓孔眼。 (3)斜垫圈。主要用于工字钢、槽钢翼缘倾斜面的垫平，使螺母支承面垂直于螺杆，避免紧固时造成螺母支承面和被连接的倾斜面局部接触，以确保检连安全。 (4)弹簧垫圈。为防止螺栓拧紧后在动载作用产生振动和松动，依靠垫圈的弹性功能及斜口摩擦面来防止螺栓松动，一般用于有动荷载(振动)或经常拆卸的结构连接处。,第6章 钢结构螺栓连接和铆接,第6章 钢结构螺栓连接和铆接 6.1普通螺栓连接,6.1.2普通螺栓的选用 1.螺栓的破坏形式,（1）栓杆被剪断，图6.2a。 （2）被连接板被挤压破坏，图6.2b。 （3）被连接板被拉（压）破坏，图
10、6.2c。 （4）被连接板被剪破坏拉豁，图6.2d。 （5）栓杆受弯破坏，图6.2e。,第6章 钢结构螺栓连接和铆接,第6章 钢结构螺栓连接和铆接 6.1普通螺栓连接,2.螺栓直径的确定 螺栓直径的确定应由设计人员按等强原则，参照钢结构设计规范(GB 500172003)根据螺栓的破坏形式通过计算确定。但对某一个工程来讲，螺栓直径规格应尽可能少，有的还需要适当归类，便于施工和管理。一般情况下，螺栓直径应与被连接件的厚度相匹配，表6.3为不同的连接厚度所推荐选用的螺栓直径。,表6.3 不同连接厚度推荐螺栓直径 (mm),第6章 钢结构螺栓连接和铆接,第6章 钢结构螺栓连接和铆接 6.1普通螺栓连
11、接,3.螺栓长度的确定 连接螺栓的长度应根据连接螺栓的直径和厚度确定。螺栓长度是指螺栓头内侧到尾部的距离，一般为5mm进制，可按下式计算： L=m十nh十C (6.1) 式中 被连接件的总厚度，(mm)； m螺母厚度，(mm)，一般取0.8D； n垫圈个数； h垫圈厚度，(mm)； C螺纹外露部分长度(23丝扣为宜，5mm)，,第6章 钢结构螺栓连接和铆接,第6章 钢结构螺栓连接和铆接 6.1普通螺栓连接,4.螺栓的排列和间距 螺栓在构件上的排列可分为以并列排列与错位排列两种根据钢结构设计规范（GB 500172003）规定的螺栓最大和最小间距。,表6.4 螺栓的最大、最小容许距离,第6章 钢
12、结构螺栓连接和铆接 6.1普通螺栓连接,(a)钢板上的并列螺栓； (b)钢板上的错列螺栓,第6章 钢结构螺栓连接和铆接,第6章 钢结构螺栓连接和铆接 6.1普通螺栓连接,排列时应考虑下列要求： (1)受力要求螺栓任意方向的中距以及边距和端距均不应过小，以免受力时加剧孔壁周围的应力集中和防止钢板过度削弱而承载力过低，造成沿孔与孔或孔与边间拉断或剪断。当构件承受压力作用时，顺压力方向的中距不应过大，否则螺栓间钢板可能失稳形成鼓曲。因此，从受力的角度规定了最大和最小的容许间距。 (2)构造要求若栓距及线距过大，则构件接触面不够紧密，潮气易于侵入缝隙而发生锈蚀，因此规定了螺栓的最大容许间距。按规范规定
13、，栓孔中心最大间距受压时为12d0或18t (t为外层较薄板件的厚度)，受拉时为16d0或24t，中心至构件边缘最大距离为4d0或18t。 (3)施工要求要保证有一定的空间，便于转动螺栓扳手，规定了螺栓最小容许间距。 螺栓的布置应使各螺栓受力合理，同时要求各螺栓尽可能远离形心和中性轴，以便充分和均衡地利用各个螺栓的承载能力。,第6章 钢结构螺栓连接和铆接,第6章 钢结构螺栓连接和铆接 6.1普通螺栓连接,6.1.3普通螺栓连接施工 1.普通螺栓施工作业条件 (1)构件已经安装调校完毕，被连接件表面应清洁、干燥，不得有油(泥)污。 (2)高空进行普通紧固件连接施工时，应有可靠的操作平台或施工吊篮
14、，需严格遵守建筑施工高处作业安全技术规范(JGJ 80)。,第6章 钢结构螺栓连接和铆接,第6章 钢结构螺栓连接和铆接 6.1普通螺栓连接,2.螺栓孔加工 螺栓连接前，需对螺栓孔进行加工，可根据连接板的大小采用钻孔或冲孔加工。冲孔一般只用于较薄钢板和非圆孔的加工，而且要求孔径一般不小于钢板的厚度。 (1)钻孔前，将工件按图样要求划线，检查后打样冲眼。样冲眼应打大些，使钻头不易偏离中心。在工件孔的位置划出孔径圆和检查圆，并在孔径圆上及其中心冲出小坑。 (2)当螺栓孔要求较高，叠板层数较多，同类孔距也较多时，可采用钻模钻孔或预钻小孔，再在组装时扩孔的方法。预钻小孔直径的大小取决于叠板的层数，当叠板
15、少于五层时，预钻小孔的直径一般小于3mm；当叠板层数大于五层时，预钻小孔直径应小于6mm。,第6章 钢结构螺栓连接和铆接,第6章 钢结构螺栓连接和铆接 6.1普通螺栓连接,(3)当使用精制螺栓(A、B级螺栓)时，其螺栓孔的加工应是谨慎钻削，尺寸精度不低于IT13IT11级，表面粗糙度不大于Ra12.5m。或按基准孔(H12)加工，重要场合宜经铰削成孔，以保证配合要求。 通螺栓(C级)的配合孔，可应用钻削成形。但其内孔表面粗糙度Ra值不应大于25m，其允许偏差应符合相关规定。 3.普通螺栓的装配 普通螺栓的装配应符合下列各项要求： (1)螺栓头和螺母下面应放置平垫圈，以增大承压面积。 (2)每个
16、螺栓一端不得垫两个及以上的垫圈，并不得采用大螺母代替垫圈。螺栓拧紧后，外露丝扣不应少于2扣。螺母间下的垫圈一般不应多于1个。,第6章 钢结构螺栓连接和铆接,第6章 钢结构螺栓连接和铆接 6.1普通螺栓连接,(3)对于设计有要求防松动的螺栓、锚固螺栓应采用有防松装置的螺 母(即双螺母)或弹簧垫圈，或用人工方法采取防松措施(如将螺栓外露丝扣打毛)。 (4)对于承受动荷载或重要部位的螺栓连接，应按设计要求放置弹簧垫圈，弹簧垫圈必须设置在螺母一侧。 (5)对于工字钢、槽钢类型钢应尽量使用斜垫圈，使螺母和螺栓头部的支承面垂直于螺杆。 (6)双头螺栓的轴心线必须与工件垂直，通常用角尺进行检验。 (7)装配双头螺栓时，首先将螺纹和螺孔的接触面清理干净，然后用手轻轻地把螺母拧到螺纹的终止处，如果遇到拧不进的情况，不能用扳
