《钢结构的紧固件连接》由会员分享，可在线阅读，更多相关《钢结构的紧固件连接（64页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、2009.11 2009.11 长沙长沙 中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系 第第5 5章章 钢结构的紧固件连接钢结构的紧固件连接5.1 概述5.2 螺栓的排列5.3 普通螺栓连接的工作性能5.4 普通螺栓连接的计算5.5 高强度螺栓摩擦型连接计算第 5 章 钢结构的紧固件连接2009.11 2009.11 长沙长沙 中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系 第第5 5章章 钢结构的紧固件连接钢结构的紧固件连接5.1 概述紧固件连接紧固件连接螺栓：螺栓： 普通螺栓：精制螺栓普通螺栓：精制螺栓(A(A、B B级级) ) 粗制螺栓粗制螺栓(C(C级级) ) 高强度螺栓：承压型、摩擦型高强度螺栓：承压
2、型、摩擦型铆钉：铆钉：钉连接：钉连接： ( (射钉、自攻螺钉、焊钉射钉、自攻螺钉、焊钉) )2009.11 2009.11 长沙长沙 中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系 第第5 5章章 钢结构的紧固件连接钢结构的紧固件连接工厂构件焊接、工地节点螺栓连接工厂构件焊接、工地节点螺栓连接钢结构发展方向钢结构发展方向优点优点施工简单，装拆方便，对安装工的要求高施工简单，装拆方便，对安装工的要求高 摩擦型高强度螺栓连接动力性能好摩擦型高强度螺栓连接动力性能好耐疲劳，易阻止裂纹扩展耐疲劳，易阻止裂纹扩展缺点缺点费料、开孔截面削弱费料、开孔截面削弱螺栓孔加工精度要求螺栓孔加工精度要求高高螺栓连接的特点螺栓
3、连接的特点2009.11 2009.11 长沙长沙 中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系 第第5 5章章 钢结构的紧固件连接钢结构的紧固件连接优点优点塑性、韧性好，动力性能塑性、韧性好，动力性能好好缺点缺点费料、加热铆合过程极其费工费料、加热铆合过程极其费工目前承重钢结构连接中已很少应用目前承重钢结构连接中已很少应用铆钉连接的特点铆钉连接的特点2009.11 2009.11 长沙长沙 中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系 第第5 5章章 钢结构的紧固件连接钢结构的紧固件连接栓钉将钢板与混凝土板连接起来栓钉将钢板与混凝土板连接起来栓钉承受剪力栓钉承受剪力栓（焊）钉连接的特点栓（焊）钉连接的特点2
4、009.11 2009.11 长沙长沙 中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系 第第5 5章章 钢结构的紧固件连接钢结构的紧固件连接射射钉钉枪枪用于薄壁构件（压型钢板屋面板、墙板与梁、柱）的连接用于薄壁构件（压型钢板屋面板、墙板与梁、柱）的连接可采用射枪、铆枪等专用工具安装可采用射枪、铆枪等专用工具安装射钉、自攻螺钉射钉、自攻螺钉的特点的特点连接方法连接方法优优 点点缺缺 点点焊焊 接接对焊件几何形体适应性强，构对焊件几何形体适应性强，构造简单，省材省工，工效高，造简单，省材省工，工效高，连接连续性强连接连续性强, ,可达到气密和水可达到气密和水密要求，节点刚度大密要求，节点刚度大对材质要求高，
5、焊接程序严格，质量检对材质要求高，焊接程序严格，质量检验工作量大验工作量大, ,要求高要求高; ;存在有焊接缺陷的存在有焊接缺陷的可能，产生焊接应力和焊接变形，导致可能，产生焊接应力和焊接变形，导致材料脆化，对构件的疲劳强度和稳定性材料脆化，对构件的疲劳强度和稳定性产生影响产生影响; ;一旦开裂则裂缝开展较快一旦开裂则裂缝开展较快, ,对对焊工技术等级要求较高焊工技术等级要求较高铆铆 接接传力可靠，韧性和塑性好，质传力可靠，韧性和塑性好，质量易于检查，抗动力性能好量易于检查，抗动力性能好费钢、费工，开孔对构件截面有一费钢、费工，开孔对构件截面有一定削弱定削弱普通螺栓普通螺栓连连 接接装拆便利，
6、设备简单装拆便利，设备简单粗制螺栓不宜受剪，精制螺栓加工粗制螺栓不宜受剪，精制螺栓加工和安装难度较大，开孔对构件截面和安装难度较大，开孔对构件截面有一定削弱有一定削弱高强螺栓高强螺栓连连 接接加工方便，可拆换，能承受动加工方便，可拆换，能承受动力荷载，耐疲劳，塑性、韧性力荷载，耐疲劳，塑性、韧性好好摩擦面处理及安装工艺略为复杂，摩擦面处理及安装工艺略为复杂，造价略高，对构件截面削弱相对较造价略高，对构件截面削弱相对较小，质量检验要求高小，质量检验要求高射钉、自射钉、自攻螺栓攻螺栓安装方便，构件无须预先处理，安装方便，构件无须预先处理，适用于轻钢、薄板结构适用于轻钢、薄板结构不能承受较大集中力不
7、能承受较大集中力基本连接方式对比基本连接方式对比2009.11 2009.11 长沙长沙 中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系 第第5 5章章 钢结构的紧固件连接钢结构的紧固件连接（1）螺栓的分类螺栓的分类普通螺栓普通螺栓A级级B级级C级级4.6级级4.8级级5.6级级8.8级级高强度螺栓高强度螺栓8.8级级10.9级级2009.11 2009.11 长沙长沙 中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系 第第5 5章章 钢结构的紧固件连接钢结构的紧固件连接A级级B级区别：级区别：仅尺寸不同，仅尺寸不同，A级级d24，L150mm；B级级d24，L150mm分类分类钢材钢材强度强度等级等级孔径孔径d0
8、与与栓径栓径d之差之差(mm)加工加工受力受力特点特点安装安装应用应用C级级粗制粗制螺栓螺栓普通普通碳素钢碳素钢Q2354.64.81.0 1.5粗糙粗糙尺寸不准尺寸不准成本低成本低抗剪差抗剪差抗拉好抗拉好方便方便承拉承拉应用多应用多临时固定临时固定A级级B级级精制精制螺栓螺栓优质优质碳素钢碳素钢45号钢号钢35号钢号钢8.80.30.5精度高精度高尺寸准确尺寸准确成本高成本高抗剪抗剪抗拉抗拉均好均好精度精度要求高要求高目前目前应用应用减少减少2009.11 2009.11 长沙长沙 中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系 第第5 5章章 钢结构的紧固件连接钢结构的紧固件连接I类孔：类孔：孔壁粗
9、糙度小，孔径偏差允许孔壁粗糙度小，孔径偏差允许，对应，对应A、B级级螺栓螺栓II类孔：类孔：孔壁粗糙度大，孔径偏差允许孔壁粗糙度大，孔径偏差允许+1mm，对应，对应C级螺栓级螺栓（2）螺栓孔的类别螺栓孔的类别2009.11 2009.11 长沙长沙 中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系 第第5 5章章 钢结构的紧固件连接钢结构的紧固件连接（3）螺栓连接的种类螺栓连接的种类普通螺栓普通螺栓按受力情况按受力情况分：抗剪螺栓连接、抗拉螺分：抗剪螺栓连接、抗拉螺栓连接、同时承受剪拉的螺栓连接。栓连接、同时承受剪拉的螺栓连接。抗拉螺栓抗拉螺栓抗剪螺栓抗剪螺栓2009.11 2009.11 长沙长沙 中南
10、大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系 第第5 5章章 钢结构的紧固件连接钢结构的紧固件连接剪力螺栓剪力螺栓受力垂直螺杆，螺杆承剪、孔壁承压。受力垂直螺杆，螺杆承剪、孔壁承压。连接件有错动趋势连接件有错动趋势拉力螺栓拉力螺栓受力平行螺杆，螺杆承拉。受力平行螺杆，螺杆承拉。连接件有脱开趋势。连接件有脱开趋势。依据依据受力受力方式方式剪剪力力螺螺栓栓拉拉力力螺螺栓栓2009.11 2009.11 长沙长沙 中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系 第第5 5章章 钢结构的紧固件连接钢结构的紧固件连接高强度螺栓分类高强度螺栓分类螺栓强度等级螺栓强度等级螺栓采用钢材螺栓采用钢材8.8 级级45号钢，号钢，40B
11、钢钢10.9 级级20MnTiB钢，钢，35VB钢钢按材质按材质分类分类受力受力特征特征承载力承载力极限状态极限状态安装孔安装孔孔径孔径 d0（mm)应用应用特点特点摩擦型摩擦型连接连接外力达到最大摩擦力，外力达到最大摩擦力，有相对滑移的趋势有相对滑移的趋势d0d1.5 2.0剪切变形小，耐疲劳，剪切变形小，耐疲劳，动载下不易松动动载下不易松动承压型承压型连接连接外力超过最大静摩擦外力超过最大静摩擦力，螺栓承剪，孔壁力，螺栓承剪，孔壁承压，发生相对滑移承压，发生相对滑移d0d1.0 1.5承载力比摩擦型大，承载力比摩擦型大，剪切变形大，一般不剪切变形大，一般不用于直接动载情况用于直接动载情况按
12、受力状况分类按受力状况分类2009.11 2009.11 长沙长沙 中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系 第第5 5章章 钢结构的紧固件连接钢结构的紧固件连接螺栓螺栓高强度螺栓高强度螺栓普通螺栓普通螺栓材料材料材质好，强度高材质好，强度高材质一般，强度低材质一般，强度低传力方式传力方式依靠连接板件摩擦传力依靠连接板件摩擦传力螺栓直接传力螺栓直接传力变形变形连接变形小，螺栓不易松动连接变形小，螺栓不易松动连接变形大，螺栓易松动连接变形大，螺栓易松动安装安装需专门扳手施加预拉力需专门扳手施加预拉力一般常用扳手，手感拧紧一般常用扳手，手感拧紧普通螺栓普通螺栓无预拉力的高强度螺栓无预拉力的高强度螺栓有
13、预拉力的高强度螺栓有预拉力的高强度螺栓螺栓受力过程比较螺栓受力过程比较外力外力N预拉力预拉力P挤压力挤压力Q摩擦力摩擦力F拧紧螺母产生预拉力拧紧螺母产生预拉力传力机理传力机理2009.11 2009.11 长沙长沙 中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系 第第5 5章章 钢结构的紧固件连接钢结构的紧固件连接剪力剪力N变形变形NNNN摩擦型螺栓摩擦型螺栓设计准则设计准则承压型螺栓承压型螺栓设计准则设计准则控制外力不超过控制外力不超过摩擦力，无滑移。摩擦力，无滑移。外力可超过摩擦力，经外力可超过摩擦力，经滑移后由螺杆承剪承压。滑移后由螺杆承剪承压。设计准则设计准则2009.11 2009.11 长沙
14、长沙 中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系 第第5 5章章 钢结构的紧固件连接钢结构的紧固件连接（4）铆钉连接铆钉连接分为分为热铆热铆和和冷铆冷铆两种铆合方法。两种铆合方法。热铆将铆钉半成品加热烧红（热铆将铆钉半成品加热烧红（t650）后插入被连）后插入被连接板的钉孔中，然后用铆钉枪连续锤击或用压铆机挤接板的钉孔中，然后用铆钉枪连续锤击或用压铆机挤压铆成另一端的钉头，从而使连接件被铆钉夹紧形成压铆成另一端的钉头，从而使连接件被铆钉夹紧形成牢固的连接。铆钉冷却后，产生纵向收缩，依靠钉头牢固的连接。铆钉冷却后，产生纵向收缩，依靠钉头能将所连接的板叠压紧。能将所连接的板叠压紧。铆钉连接传力可靠，塑性
15、、韧性和整体性好，但构铆钉连接传力可靠，塑性、韧性和整体性好，但构造复杂，用钢量大，施工麻烦（制孔、打铆），打铆造复杂，用钢量大，施工麻烦（制孔、打铆），打铆时噪音大，劳动条件差，目前已极少采用，几乎被焊时噪音大，劳动条件差，目前已极少采用，几乎被焊接或高强度螺栓连接代替。接或高强度螺栓连接代替。 2009.11 2009.11 长沙长沙 中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系 第第5 5章章 钢结构的紧固件连接钢结构的紧固件连接铆钉连接示意铆钉连接示意2009.11 2009.11 长沙长沙 中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系 第第5 5章章 钢结构的紧固件连接钢结构的紧固件连接受力要求受力
16、要求螺距过小：钢板剪坏。螺距过小：钢板剪坏。螺距过大：受压时钢板张开。螺距过大：受压时钢板张开。构造要求构造要求螺距过大：连接不紧密，潮气侵入腐蚀。螺距过大：连接不紧密，潮气侵入腐蚀。施工要求施工要求螺距过小：施工时转动扳手困难。螺距过小：施工时转动扳手困难。螺栓螺栓间距间距布置布置要求要求5.2 螺栓的排列2009.11 2009.11 长沙长沙 中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系 第第5 5章章 钢结构的紧固件连接钢结构的紧固件连接螺栓最大和最小容许间距螺栓最大和最小容许间距2009.11 2009.11 长沙长沙 中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系 第第5 5章章 钢结构的紧固件连接
17、钢结构的紧固件连接5.3 普通螺栓连接的工作性能（1）抗剪螺栓连接）抗剪螺栓连接（1）螺栓剪断螺栓剪断（板较厚，螺栓较细）（板较厚，螺栓较细）（2）钢板孔壁挤压破坏钢板孔壁挤压破坏（板较薄，螺栓较粗）（板较薄，螺栓较粗）螺栓安装拧紧后，在荷载作用下，被夹紧的板件相对滑螺栓安装拧紧后，在荷载作用下，被夹紧的板件相对滑动，在相反的方向螺杆靠紧孔壁，导致螺杆受剪切作用，孔动，在相反的方向螺杆靠紧孔壁，导致螺杆受剪切作用，孔壁受压力作用，直至螺杆剪断或孔壁受压破坏。壁受压力作用，直至螺杆剪断或孔壁受压破坏。2009.11 2009.11 长沙长沙 中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系 第第5 5章章
18、钢结构的紧固件连接钢结构的紧固件连接（1）螺栓剪断螺栓剪断（板较厚，螺栓较细）（板较厚，螺栓较细）（2）钢板孔壁挤压破坏钢板孔壁挤压破坏（板较薄，螺栓较粗）（板较薄，螺栓较粗）（3）钢板拉断钢板拉断（板开孔，截面削弱）（板开孔，截面削弱）（4）钢板剪坏钢板剪坏（螺栓端距过小）（螺栓端距过小）（5）螺栓弯曲破坏螺栓弯曲破坏（板过厚，螺栓细长）（板过厚，螺栓细长）防止螺栓破坏措施防止螺栓破坏措施(1)(2)(3)通过计算解决通过计算解决(4)(5)通过构造解决通过构造解决端距端距2d。螺杆长度螺杆长度5d普通受剪螺栓的破坏模式普通受剪螺栓的破坏模式2009.11 2009.11 长沙长沙 中南大学
19、桥梁工程系中南大学桥梁工程系 第第5 5章章 钢结构的紧固件连接钢结构的紧固件连接（2）抗拉螺栓连接）抗拉螺栓连接螺杆净截面达到设计承载力而被拉坏计算控制螺杆净截面达到设计承载力而被拉坏计算控制螺纹滑牙破坏构造控制螺纹滑牙破坏构造控制2009.11 2009.11 长沙长沙 中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系 第第5 5章章 钢结构的紧固件连接钢结构的紧固件连接产生撬力的原因产生撬力的原因角钢抗弯刚度不足，水平肢有较大变形角钢抗弯刚度不足，水平肢有较大变形对螺栓受力影响对螺栓受力影响使螺栓拉力增大使螺栓拉力增大减小撬力的措施减小撬力的措施增强角钢刚度，加大厚度或增设加劲肋增强角钢刚度，加大厚
20、度或增设加劲肋螺栓拉力：螺栓拉力：Pf = N / 2+V 刚度越小，刚度越小，V 越大越大NN撬力撬力加劲肋加劲肋拉力螺栓撬力的概念拉力螺栓撬力的概念2009.11 2009.11 长沙长沙 中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系 第第5 5章章 钢结构的紧固件连接钢结构的紧固件连接2009.11 2009.11 长沙长沙 中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系 第第5 5章章 钢结构的紧固件连接钢结构的紧固件连接5.4 普通螺栓连接的计算5.4 普通螺栓连接的计算单剪面单剪面nv=1四剪面四剪面nv=4双剪面双剪面nv=2NvNv（1）剪力螺栓的设计承载力）剪力螺栓的设计承载力2009.11
21、2009.11 长沙长沙 中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系 第第5 5章章 钢结构的紧固件连接钢结构的紧固件连接一个螺栓受剪承载力设计值一个螺栓受剪承载力设计值剪面数剪面数螺杆直径螺杆直径螺栓抗剪螺栓抗剪设计强度设计强度一个螺栓承压承载力设计值一个螺栓承压承载力设计值同一受力方向的承压同一受力方向的承压构件的较小总厚度构件的较小总厚度螺栓承压螺栓承压设计强度设计强度一个剪力螺栓的设计承载力一个剪力螺栓的设计承载力一个螺栓所受剪力一个螺栓所受剪力验算验算公式条件：各剪公式条件：各剪面上剪力相同面上剪力相同2009.11 2009.11 长沙长沙 中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系 第第5
22、5章章 钢结构的紧固件连接钢结构的紧固件连接弹性弹性阶段受力状态阶段受力状态l 1塑性塑性阶段受力状态阶段受力状态当当l115d时，采用时，采用承载力折减系数考虑承载力折减系数考虑螺栓群受力不均螺栓群受力不均剪力螺栓剪力螺栓群的不均群的不均匀受力匀受力2009.11 2009.11 长沙长沙 中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系 第第5 5章章 钢结构的紧固件连接钢结构的紧固件连接（2）拉力螺栓的设计承载力）拉力螺栓的设计承载力一个螺栓的抗拉承载力设计值一个螺栓的抗拉承载力设计值抗拉验算抗拉验算一个螺栓所受的拉力一个螺栓所受的拉力螺栓有效直径螺栓有效直径螺栓抗拉设计强度螺栓抗拉设计强度考虑撬力
23、的影响考虑撬力的影响2009.11 2009.11 长沙长沙 中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系 第第5 5章章 钢结构的紧固件连接钢结构的紧固件连接一个螺栓一个螺栓受的剪力受的剪力一个螺栓一个螺栓受的拉力受的拉力单个螺栓单个螺栓受拉承载受拉承载力设计值力设计值单个螺栓受剪单个螺栓受剪承载力设计值承载力设计值单个螺栓承压单个螺栓承压承载力设计值承载力设计值同时同时满足满足（3）承受剪拉作用普通螺栓的承载力验算）承受剪拉作用普通螺栓的承载力验算一个螺栓一个螺栓受的剪力受的剪力2009.11 2009.11 长沙长沙 中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系 第第5 5章章 钢结构的紧固件连接钢结构
24、的紧固件连接（1）螺栓抗剪计算）螺栓抗剪计算求求n时，取整数时，取整数（2）钢板强度计算）钢板强度计算钢材抗拉或钢材抗拉或抗压设计强度抗压设计强度钢板净截面积钢板净截面积ba螺栓并列布置螺栓并列布置螺栓错列布置螺栓错列布置螺栓总数螺栓总数nI截面截面AnI螺栓并列布置螺栓并列布置螺栓错列布置螺栓错列布置II截面截面AnII（4）受螺栓群分布平面内轴力的剪切作用受螺栓群分布平面内轴力的剪切作用轴力轴力N2009.11 2009.11 长沙长沙 中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系 第第5 5章章 钢结构的紧固件连接钢结构的紧固件连接受扭矩受扭矩T螺栓受力分析假定：螺栓受力分析假定：（1）板件为刚
25、体，螺栓为弹性体）板件为刚体，螺栓为弹性体（2）各螺栓绕螺栓群形心旋转）各螺栓绕螺栓群形心旋转（3）产生的剪力与形心距离正比）产生的剪力与形心距离正比力矩平衡：力矩平衡：(a)（5）受螺栓群分布平面内扭矩的剪切作用受螺栓群分布平面内扭矩的剪切作用2009.11 2009.11 长沙长沙 中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系 第第5 5章章 钢结构的紧固件连接钢结构的紧固件连接各螺栓剪力与各螺栓剪力与r正比：正比：各剪力都用各剪力都用N1表示：表示：(b)(b)代入代入(a)，并验算剪力最大的螺栓：，并验算剪力最大的螺栓：2009.11 2009.11 长沙长沙 中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工
26、程系 第第5 5章章 钢结构的紧固件连接钢结构的紧固件连接剪力剪力V轴力轴力N扭矩扭矩T123456789101（6）受螺栓群分布平面内受螺栓群分布平面内N、V、T剪切作用剪切作用2009.11 2009.11 长沙长沙 中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系 第第5 5章章 钢结构的紧固件连接钢结构的紧固件连接剪力剪力V轴力轴力N扭矩扭矩T螺栓所受的最大合剪力螺栓所受的最大合剪力2009.11 2009.11 长沙长沙 中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系 第第5 5章章 钢结构的紧固件连接钢结构的紧固件连接螺栓的螺栓的最大拉力最大拉力验算验算123452列列5排排螺栓群绕最低排螺栓群绕最低排
27、螺栓轴线旋转螺栓轴线旋转（7）螺栓群受弯矩螺栓群受弯矩M的作用的作用构件构件A构件构件B2009.11 2009.11 长沙长沙 中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系 第第5 5章章 钢结构的紧固件连接钢结构的紧固件连接先假定：先假定：螺栓群绕形心线转动螺栓群绕形心线转动螺栓群绕形心线螺栓群绕形心线旋转时内力分布旋转时内力分布螺栓群绕最低排螺螺栓群绕最低排螺栓旋转时内力分布栓旋转时内力分布形心线形心线最低最低排螺排螺栓线栓线654321（8）螺栓群受弯矩螺栓群受弯矩M和轴拉力和轴拉力N的作用的作用2009.11 2009.11 长沙长沙 中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系 第第5 5章章 钢
28、结构的紧固件连接钢结构的紧固件连接（1）当）当，螺栓都受拉，原假定正确，螺栓都受拉，原假定正确，验算：要求验算：要求（2）当）当，最低排螺栓受压，则螺栓群，最低排螺栓受压，则螺栓群绕最低排螺栓中心转动，绕最低排螺栓中心转动，重新计算螺栓的最大拉力重新计算螺栓的最大拉力验算：要求验算：要求2009.11 2009.11 长沙长沙 中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系 第第5 5章章 钢结构的紧固件连接钢结构的紧固件连接(1)采用支托承剪采用支托承剪C级螺栓承拉弯级螺栓承拉弯剪力剪力V 支托焊缝承受支托焊缝承受 进行焊缝验算进行焊缝验算弯矩弯矩M、轴拉力、轴拉力N 螺栓承受螺栓承受 进行螺栓验算进
29、行螺栓验算 方法同前方法同前剪力剪力V Nv=V/n弯矩弯矩M、轴拉力、轴拉力NNt,max计算方法同前计算方法同前验算验算(2)采用采用A、B级级螺栓承受拉弯剪螺栓承受拉弯剪（9）螺栓群受弯矩螺栓群受弯矩M、剪力、剪力V和轴拉力和轴拉力N的作用的作用2009.11 2009.11 长沙长沙 中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系 第第5 5章章 钢结构的紧固件连接钢结构的紧固件连接5.5 高强度螺栓摩擦型连接的计算高强度螺栓设计预拉力高强度螺栓设计预拉力P（kN）摩擦系数摩擦系数（1）高强度高强度螺栓设计参数螺栓设计参数2009.11 2009.11 长沙长沙 中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工
30、程系 第第5 5章章 钢结构的紧固件连接钢结构的紧固件连接一个摩擦型高强度一个摩擦型高强度螺栓的螺栓的抗剪抗剪承载力设承载力设计值计值摩擦摩擦面数面数摩擦摩擦系数系数预拉力预拉力一个螺栓所受剪力一个螺栓所受剪力验算验算单剪面单剪面nf=1双剪面双剪面nf=2NvNv（2）摩擦型摩擦型连接连接高强度螺栓高强度螺栓抗剪抗剪承载力承载力2009.11 2009.11 长沙长沙 中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系 第第5 5章章 钢结构的紧固件连接钢结构的紧固件连接一个摩擦型高强度一个摩擦型高强度螺栓的螺栓的抗拉抗拉承载力设承载力设计值计值预拉力预拉力防止受拉后防止受拉后出现脱开松动出现脱开松动一个
31、螺栓所受拉力一个螺栓所受拉力验算验算可控制连接贴紧，不松动可控制连接贴紧，不松动（3）摩擦型摩擦型连接连接高强度螺栓高强度螺栓抗拉抗拉承载力承载力2009.11 2009.11 长沙长沙 中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系 第第5 5章章 钢结构的紧固件连接钢结构的紧固件连接一个摩擦型高强度螺栓一个摩擦型高强度螺栓同时受剪、受拉时同时受剪、受拉时承载力计算承载力计算外剪力外剪力Nv外拉力外拉力Nt2003版版钢结构规范钢结构规范相关公式相关公式（4）摩擦型摩擦型连接连接高强度螺栓高强度螺栓受剪拉作用的受剪拉作用的承载力承载力验算验算2009.11 2009.11 长沙长沙 中南大学桥梁工程系
32、中南大学桥梁工程系 第第5 5章章 钢结构的紧固件连接钢结构的紧固件连接承压型连接高强度螺栓的承载力设计值：承压型连接高强度螺栓的承载力设计值：受剪：受剪：螺杆抗剪螺杆抗剪孔壁承压孔壁承压受拉：受拉：螺杆抗拉螺杆抗拉（1）计算方法与普通精制螺栓（）计算方法与普通精制螺栓（A、B级）相同，但材料强度级）相同，但材料强度参数不同；（参见螺栓连接强度设计值表）参数不同；（参见螺栓连接强度设计值表）（2）典型连接节点的验算方法也与普通精制螺栓（）典型连接节点的验算方法也与普通精制螺栓（A、B级）级）相同。相同。（5）承压型连接高强度螺栓的承载力设计值承压型连接高强度螺栓的承载力设计值2009.11 2
33、009.11 长沙长沙 中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系 第第5 5章章 钢结构的紧固件连接钢结构的紧固件连接螺栓抗剪验算螺栓抗剪验算净截面应力净截面应力净截面积净截面积钢板材料设计强度钢板材料设计强度钢板搭接，承受剪力钢板搭接，承受剪力N共共2n个螺栓个螺栓钢板净截面钢板净截面抗拉强度验算抗拉强度验算净截面净截面受力受力第一排螺栓数第一排螺栓数n1每个孔前摩擦力每个孔前摩擦力最外侧螺栓最外侧螺栓为不利截面为不利截面（6）摩擦型连接高强度螺栓群受剪力）摩擦型连接高强度螺栓群受剪力N作用作用2009.11 2009.11 长沙长沙 中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系 第第5 5章章 钢结构
34、的紧固件连接钢结构的紧固件连接受剪力受剪力V、轴力轴力N、扭矩、扭矩T剪力剪力V轴力轴力N扭矩扭矩T螺栓所受的螺栓所受的最大合剪力最大合剪力123456789101（7 7）摩擦型连接高强度螺栓群受剪力）摩擦型连接高强度螺栓群受剪力V V、轴力、轴力N N、扭矩、扭矩T T作用作用2009.11 2009.11 长沙长沙 中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系 第第5 5章章 钢结构的紧固件连接钢结构的紧固件连接形心线形心线12345承受弯矩承受弯矩M连接保持不松动，所有螺栓均处于受拉状态连接保持不松动，所有螺栓均处于受拉状态螺栓群绕形心线旋转！螺栓群绕形心线旋转！验算最上一排受拉螺栓验算最上一
35、排受拉螺栓（8）摩擦型连接高强度螺栓群受弯矩）摩擦型连接高强度螺栓群受弯矩M作用作用2009.11 2009.11 长沙长沙 中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系 第第5 5章章 钢结构的紧固件连接钢结构的紧固件连接无论有否拉力无论有否拉力N N，总是绕螺栓群形心线旋转！总是绕螺栓群形心线旋转！123456剪力剪力V弯矩弯矩M拉力拉力N验算验算（9 9）摩擦型连接高强度螺栓群受弯矩）摩擦型连接高强度螺栓群受弯矩M M、剪力、剪力V V、拉力、拉力N N作用作用2009.11 2009.11 长沙长沙 中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系 第第5 5章章 钢结构的紧固件连接钢结构的紧固件连接例例
36、1 1：设设计计两两角角钢钢用用C C级级普普通通螺螺栓栓的的拼拼接接，已已知知角角钢钢型型号号为为1001010010，所所承承受受的的轴轴心心拉拉力力的的设设计计值值为为N=300kNN=300kN，采采用用拼拼接接角角钢钢型型号号与与构构件件的的相相同同，钢钢材材为为，螺栓直径螺栓直径d=22mm,d=22mm,孔径孔径d d0 0。2009.11 2009.11 长沙长沙 中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系 第第5 5章章 钢结构的紧固件连接钢结构的紧固件连接解解：（1）计算螺栓数：）计算螺栓数：一个螺栓的承载力设计值为一个螺栓的承载力设计值为承压承载力设计值承压承载力设计值抗剪承载
37、力设计值抗剪承载力设计值2009.11 2009.11 长沙长沙 中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系 第第5 5章章 钢结构的紧固件连接钢结构的紧固件连接取取n=6个个一个螺栓的承载力设计值为：一个螺栓的承载力设计值为：承压承载力设计值承压承载力设计值抗剪承载力设计值抗剪承载力设计值连接一边所需螺栓数连接一边所需螺栓数2009.11 2009.11 长沙长沙 中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系 第第5 5章章 钢结构的紧固件连接钢结构的紧固件连接（2）构件净截面强度验算）构件净截面强度验算角钢的毛截面面积为角钢的毛截面面积为2,将角钢按中线展开，将角钢按中线展开，截面截面11（正交截面）净
38、面积（正交截面）净面积2009.11 2009.11 长沙长沙 中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系 第第5 5章章 钢结构的紧固件连接钢结构的紧固件连接截面截面22（折线截面）净面积为：（折线截面）净面积为：角钢的净截面强度为：角钢的净截面强度为：2009.11 2009.11 长沙长沙 中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系 第第5 5章章 钢结构的紧固件连接钢结构的紧固件连接例例2：设计用设计用C级普通螺级普通螺栓的搭接接头，已知所承栓的搭接接头，已知所承受作用力的设计值为受作用力的设计值为N=230kN，偏心距为，偏心距为e=300mm，钢材为，螺栓，钢材为，螺栓直径直径d=20mm,孔径孔径d0。2009.11 2009.11 长沙长沙 中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系 第第5 5章章 钢结构的紧固件连接钢结构的紧固件连接解解：（1）计算一个螺栓的承载力设计值：）计算一个螺栓的承载力设计值：抗剪承载力设计值抗剪承载力设计值承压承载力设计值承压承载力设计值2009.11 2009.11 长沙长沙 中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系 第第5 5章章 钢结构的紧固件连接钢结构的紧固件连接因因y1=300mm3x1=3 50=150mm,Nv1y=V/n=230/14=16.4kNV=750kN =781.7kNV=750kN
