钢结构的螺栓连接

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1、钢结构的螺栓连接螺栓连接分普通螺栓连接和高强度螺栓连接两大类。（1）普通螺栓连接普通螺栓分为A、B、C三级。A级与B级为精制螺栓，C级为粗制螺栓。A、B级精制螺栓表面光滑，尺寸准确，对成孔质量要求高，制作和安装复杂，价格较高，已很少在钢结构中采用。A、B级精制螺栓的区别仅是螺栓杆长度不同。C级螺栓一般可用于沿螺栓杆轴受拉的连接中，以及次要结构的抗剪连接或安装时的临时固定。（2）高强度螺栓连接高强度螺栓连接有摩擦型连接和承压型连接两种类型。摩擦型连接：只依靠被连接板件间强大的摩擦力传力，以摩擦力被克服作为连接承载力的极限状态。为了提高摩擦力，对

2、被连接件的接触面应进行处理。承压型连接：允许接触面发生相对滑移，以栓杆被剪坏或被承压破坏作为连接承载力的极限状态。高强度螺栓性能等级包括8.8级和10.9两种。摩擦型连接的螺栓孔径比螺栓公称直径d大1.5-2.0mm，承压型连接的螺栓孔径比螺栓公称直径d大1.0-1.5mm。承压型连接的承载力比摩擦型连接高，可节约螺栓。但剪切变形大，故不得用于承受动力荷载的结构中。一、螺栓连接排列的构造要求图1钢板的螺栓（铆钉）排列根据受力、构造和施工要求，规范规定了连接板件上螺栓和铆钉的最大和最小容许距离，除应满足此最大最小距离外，尚应充分考虑拧紧螺栓时的

3、净空要求。12二、普通螺栓连接的工作性能和计算1．普通螺栓的抗剪连接（1）抗剪连接的工作性能图2螺栓抗剪连接的破环形式螺栓抗剪连接达到极限承载力时，可能的破坏形式有四种形式：①当栓杆直径较小时，栓杆可能先被剪断；②当栓杆直径较大时，板件较薄时，板件可能先被挤坏，由于栓杆和板件的挤压是相对的，故也可把这种破坏叫做螺栓承压破坏；③板件截面可能因螺栓孔削弱截面太多而被拉断；④端距太小，端距范围内的板件有可能被栓杆冲剪破坏。第③种破坏形式属于构件的强度计算；第④种破坏形式由螺栓端距≥2d0来保证。因此，抗剪螺栓连接的计算只考虑第①、②种破破形式。（2

4、）单个普通螺栓的抗剪承载力普通螺栓连接的抗剪承载力，应考虑螺栓杆受剪和孔壁承压两种情况。假定螺栓受剪面上的剪应力是均匀分布的，则单个抗剪螺栓的抗剪承载力设计值为（1）式中——受剪面数目，单剪＝1，双剪＝2，四剪=4；d——螺栓杆直径（螺栓的公称直径）；——螺栓抗剪强度设计值。假定螺栓承压应力分布于螺栓直径平面上，而且假定该承压面上的应力为均匀分布，则单个抗剪螺栓的承压承载力设计值式为（2）式中——在同一受力方向的承压构件的较小总厚度；12——螺栓承压强度设计值。图3螺栓承压的计算承压面积一个螺栓抗剪承载力设计值取与的较小值。2．普通螺栓群抗剪

5、连接计算(1)普通螺栓群轴心受剪螺栓群的抗剪连接承受轴心力时，螺栓群在长度方向各螺栓受力不均匀，两端大中间小。为防止端部螺栓提前破坏，当l1＞l5d0时，螺栓的抗剪和承压承载力设计值应乘以折减系数η予以降低：(3)l1>60d0时，η=0.7。图4连接螺栓的内力分布螺栓群的抗剪连接承受轴心力时，可认为轴心力N由每个螺栓平均分担，螺栓数n为n=（4）(2)普通螺栓群偏心受剪图5所示为螺栓群承受偏心剪力的情形，剪力F的作用线至螺栓群中心线的距离为e，故螺栓群同时受到轴心力F和扭矩T＝F·e的共同作用。在轴心力作用下可认为每个螺栓平均受力，则12N

6、1F=图5螺栓群的偏心受剪螺栓群在扭矩T＝Fe作用下，每个螺栓均受剪。连接的计算基于下列假设：①被连接板件为绝对刚性时，螺栓为弹性的；②被连接板件绕螺栓群形心旋转，各螺栓所受剪力大小与该螺栓至形心距离ri成正比，其方向与连线该螺栓至形心垂直。设O为螺栓群栓杆截面的形心，螺栓1距形心O最远，其所受剪力N1T最大：==（5）将分解为水平分力和垂直分力===（6）===（7）由此可得螺栓群偏心受剪时，受力最大的螺栓l所受合力为=≤（8）当螺栓群布置在一个狭长带，y1＞3x1时，可取xi=0以简化计算，则上式为≤（9）3．普通螺栓的抗拉连接（1）单个

7、普通螺栓的抗拉承载力12抗拉螺栓连接在外力作用下，螺栓连接的破坏形式为栓杆被拉断。单个抗拉螺栓的承载力设计值为：=（9）式中de——螺栓的有效直径；——螺栓抗拉强度设计值。为了考虑撬力的影响，规范规定普通螺栓抗拉强度设计值取螺栓钢材抗拉强度设计值的0.8倍（即＝0.8）。（2）普通螺栓群轴心受拉图6所示螺栓群在轴心力作用下的抗拉连接，通常假定每个螺栓平均受力，则连接所需螺栓数为：图6螺栓群承受轴心拉力n=（10）式中——一个螺栓的抗拉承载力设计值。（3）普通螺栓群在弯矩作用下受拉图7普通螺栓群承受弯矩图7所示为螺栓群在弯矩作用下的抗拉连接（剪

8、力V通过承托板传递）。当计算其形心位置作为中和轴时，所求得的端板受压区高度c总是很小，中和轴通常在弯矩指向一侧最外排螺栓附近的某个位置。因此，实际计算时可近似地取中