鋼結構的連接-螺栓

1、 第3章 鋼結構的連接鋼結構-原理與設計 第第3 3章章 鋼結構的連接鋼結構的連接螺栓連接螺栓連接 第第3 3章章 鋼結構的連接鋼結構的連接精制螺栓精制螺栓粗制螺栓粗制螺栓代號代號A A級和級和B B級級C C級級強度等級強度等級5.65.6級和級和8.88.8級級4.64.6級和級和4.84.8級級加工方式加工方式車床上經過切削而成車床上經過切削而成單個零件上一次沖成單個零件上一次沖成加工精度加工精度螺桿與栓孔直徑之差為螺桿與栓孔直徑之差為0.250.250.5mm0.5mm螺桿與栓孔直徑之差為螺桿與栓孔直徑之差為1.51.53mm3mm抗剪性能抗剪性能好好較差較差經濟性能經濟性能價格高價格

2、高價格經濟價格經濟用途用途構件精度很高的結構（機械構件精度很高的結構（機械結構）；在鋼結構中很少采結構）；在鋼結構中很少采用用沿螺栓桿軸受拉的連接；次沿螺栓桿軸受拉的連接；次要的抗剪連接；安裝的臨時要的抗剪連接；安裝的臨時固定固定1. 1. 普通螺栓連接普通螺栓連接 第第3 3章章 鋼結構的連接鋼結構的連接2. 2. 高強度螺栓連接高強度螺栓連接高強度螺栓是高強螺桿和配套螺母、墊圈的高強度螺栓是高強螺桿和配套螺母、墊圈的合稱。合稱。由由4545號、號、40B40B和和20MnTiB20MnTiB鋼經過熱處理加工而成。鋼經過熱處理加工而成。 4545號號8.88.8級；級；40B40B和和20M

3、nTiB20MnTiB10.910.9級級 （a）大六角頭螺栓）大六角頭螺栓 （b）扭剪型螺栓）扭剪型螺栓（a）大六角頭螺栓）大六角頭螺栓（b）扭剪型螺栓）扭剪型螺栓 第第3 3章章 鋼結構的連接鋼結構的連接Q235Q235鋼和4545號鋼的區(qū)別用途不同，Q235是普通結構鋼，屬工程用鋼，主要用作鋼構件，如角鋼、槽鋼、工字鋼、鋼板等；45號鋼是優(yōu)質碳素結構鋼，屬機械用鋼，主要用作機械零件，如軸類、齒輪、高強度螺栓等。 鋼號表示方法不同，Q235鋼號表示的是鋼的力學性能-強度（屈服強度不低235MPa）；45號鋼好表示鋼的化學成分（鋼的含碳量為0.45%左右）。 第第3 3章章 鋼結構的連接鋼結

4、構的連接Q235Q235鋼和4545號鋼的區(qū)別鋼的性能不同，Q235屬于低碳鋼，其塑性較高，但強度較低，適合于拉伸、壓延加工，如制作型材、板材等；45號鋼屬于中碳鋼，可進行淬火處理，其熱處理后強度和硬度高，故適合于制作機械零件，用于要求受力大及耐磨性好的場合。 第第3 3章章 鋼結構的連接鋼結構的連接高強度螺栓摩擦型連接和承壓型連接比較高強度螺栓摩擦型連接和承壓型連接比較高強度螺栓摩擦型連接高強度螺栓摩擦型連接高強度螺栓承壓型連接高強度螺栓承壓型連接傳力機理傳力機理利用預拉力把被連接的部利用預拉力把被連接的部件夾緊，使部件的接觸面件夾緊，使部件的接觸面間產生很大的摩擦力，外間產生很大的摩擦力，

5、外力通過摩擦力來傳遞力通過摩擦力來傳遞允許接觸面滑移，依靠螺栓桿允許接觸面滑移，依靠螺栓桿和螺孔之間的承壓來傳力和螺孔之間的承壓來傳力栓孔直徑栓孔直徑螺桿的公稱直徑螺桿的公稱直徑+1.5+1.52.0mm2.0mm螺桿的公稱直徑螺桿的公稱直徑+1.0+1.01.5mm1.5mm特點特點剪切變形小，彈性性能好，剪切變形小，彈性性能好，特別適用于承受動力荷載特別適用于承受動力荷載的結構的結構連接緊湊，但剪切變形大，不連接緊湊，但剪切變形大，不得用于承受動力荷載的結構得用于承受動力荷載的結構 第第3 3章章 鋼結構的連接鋼結構的連接鉚釘連接及特點鉚釘連接及特點 鉚釘連接鉚釘連接是用一端帶有半圓形預制

6、釘頭的鉚是用一端帶有半圓形預制釘頭的鉚釘，將釘桿燒紅迅速插入被連接件的釘孔中，釘，將釘桿燒紅迅速插入被連接件的釘孔中，再用鉚釘槍將另一端也打鉚成釘頭，使連接達再用鉚釘槍將另一端也打鉚成釘頭，使連接達到緊固。到緊固。缺點缺點費工費料、勞動強度高。費工費料、勞動強度高。目前承重鋼結構連接中已很少應用。目前承重鋼結構連接中已很少應用。優(yōu)點優(yōu)點傳力可靠，塑性、韌性好，傳力可靠，塑性、韌性好，動力性能好動力性能好 第第3 3章章 鋼結構的連接鋼結構的連接連接方法連接方法優(yōu)優(yōu) 點點缺缺 點點焊焊 接接對幾何形體適應性強，構對幾何形體適應性強，構造簡單，省材省工，易于造簡單，省材省工，易于自動化，工效高自動

7、化，工效高 。焊接殘余應力大且不易控制，焊接殘余應力大且不易控制，焊接變形大。對材質要求高，焊接變形大。對材質要求高，質量檢驗工作量大。質量檢驗工作量大。 鉚鉚 接接傳力可靠，韌性和塑性好，傳力可靠，韌性和塑性好，質量易于檢查，抗動力荷質量易于檢查，抗動力荷載好。載好。 費鋼、費工費鋼、費工 。目前很少采用目前很少采用普通螺栓普通螺栓連接連接裝卸便利，設備簡單裝卸便利，設備簡單螺栓精度低時不宜受剪，螺螺栓精度低時不宜受剪，螺栓精度高時加工和安裝難度栓精度高時加工和安裝難度較大較大 。高強螺栓高強螺栓連接連接 加工方便，對結構削弱少，加工方便，對結構削弱少，能承受動力荷載，耐疲勞，能承受動力荷載

8、，耐疲勞，塑性、韌性好塑性、韌性好 。摩擦面處理，安裝工藝略為摩擦面處理，安裝工藝略為復雜，造價略高復雜，造價略高 主要連接方法及優(yōu)缺點主要連接方法及優(yōu)缺點 第第3 3章章 鋼結構的連接鋼結構的連接螺栓規(guī)格螺栓規(guī)格精制螺栓精制螺栓粗制螺栓粗制螺栓分類分類A A級和級和B B級級C C級級強度等級強度等級5.65.6級和級和8.88.8級級4.64.6級和級和4.84.8級級加工方式加工方式車床上經過切削而成車床上經過切削而成單個零件上一次沖成單個零件上一次沖成加工精度加工精度螺桿與栓孔直徑之差為螺桿與栓孔直徑之差為0.250.250.5mm0.5mm螺桿與栓孔直徑之差為螺桿與栓孔直徑之差為1.

9、51.53mm3mm受力特點受力特點抗剪差、抗拉好抗剪差、抗拉好抗剪抗拉均好抗剪抗拉均好經濟性能經濟性能價格高價格高價格經濟價格經濟用途用途構件精度很高的結構（機械構件精度很高的結構（機械結構）；在鋼結構中很少采結構）；在鋼結構中很少采用用沿螺栓桿軸受拉的連接；次沿螺栓桿軸受拉的連接；次要的抗剪連接；安裝的臨時要的抗剪連接；安裝的臨時固定固定3.6 3.6 普通螺栓連接的構造和計算普通螺栓連接的構造和計算注：注：A、B兩級的區(qū)別只是尺寸不同。兩級的區(qū)別只是尺寸不同。 A級用于級用于d24mm, l150mm的的螺栓，螺栓，B級用于級用于d24mm, l150mm 螺栓。螺栓。 第第3 3章章

10、鋼結構的連接鋼結構的連接常用螺栓直徑為常用螺栓直徑為d=16，20，24mm，用，用M表示，如表示，如M16。螺栓符號螺栓符號螺栓孔為螺栓孔為d0=d+1.53mmM12、 M16大大1.5mm， M18、 M20 、 M22 、M24大大2mm， M27、 M30大大3mm 第第3 3章章 鋼結構的連接鋼結構的連接5.5.1 螺栓的排列和構造要求螺栓的排列和構造要求 螺栓的排列應簡單、統一而緊湊，滿足受力要求，構造合理螺栓的排列應簡單、統一而緊湊，滿足受力要求，構造合理又便于安裝。排列的方式有并列排列和錯列排列兩種。又便于安裝。排列的方式有并列排列和錯列排列兩種。圖圖3.5.1 螺栓的排列方

11、式螺栓的排列方式1.1.螺栓的排列螺栓的排列并列比較簡單整齊，所用連接板尺寸小，但由于螺栓孔的存在，對構件并列比較簡單整齊，所用連接板尺寸小，但由于螺栓孔的存在，對構件截面的削弱較大；錯列可以減小螺栓孔對截面的削弱，但螺栓空排列不截面的削弱較大；錯列可以減小螺栓孔對截面的削弱，但螺栓空排列不如并列緊湊，連接板尺寸較大。如并列緊湊，連接板尺寸較大。 第第3 3章章 鋼結構的連接鋼結構的連接(1)(1)受力要求受力要求 下限：下限：防止孔間板破裂防止孔間板破裂3d0上限：上限：防止板間張口和鼓曲防止板間張口和鼓曲。b）螺孔中心距限制）螺孔中心距限制a）端距限制）端距限制防止孔端鋼板剪斷防止孔端鋼板

12、剪斷，2d0 ；中心距太大中心距太大2d端距過小端距過?。? 2）構造要求）構造要求 螺栓的中距及邊距過大，則構件接觸面不夠緊密，螺栓的中距及邊距過大，則構件接觸面不夠緊密，潮氣易侵入縫隙而發(fā)生銹蝕。潮氣易侵入縫隙而發(fā)生銹蝕。（3 3）施工要求）施工要求 要保證有一定的空間，以便轉動扳手，擰緊螺母。要保證有一定的空間，以便轉動扳手，擰緊螺母。 第第3 3章章 鋼結構的連接鋼結構的連接端距端距邊距邊距1.5d0(1.2d0)2d02d01.5d03d0端距端距端距端距端距端距中距中距邊距邊距線距線距3d02d03d01.5d01.5d03d03d02d0邊距邊距根據規(guī)范規(guī)定（根據規(guī)范規(guī)定（P52

13、P52表表3.43.4）的螺栓最大、最小容許間距，排列螺栓時宜）的螺栓最大、最小容許間距，排列螺栓時宜按最小容許間距取用，且宜取按最小容許間距取用，且宜取5mm5mm的倍數，并按等距離布置，以縮小連的倍數，并按等距離布置，以縮小連接的尺寸。最大容許間距一般只在起連系作用的構造連接中采用。接的尺寸。最大容許間距一般只在起連系作用的構造連接中采用。 第第3 3章章 鋼結構的連接鋼結構的連接 第第3 3章章 鋼結構的連接鋼結構的連接 為了保證連接的可靠性，每個桿件的節(jié)點或拼接接頭一端不宜少于為了保證連接的可靠性，每個桿件的節(jié)點或拼接接頭一端不宜少于兩兩個個永久螺栓；永久螺栓；2.2.螺栓的其它構造要

14、求螺栓的其它構造要求 直接承受動荷載的普通螺栓連接應采用直接承受動荷載的普通螺栓連接應采用雙螺帽雙螺帽，或其他措施以防螺帽，或其他措施以防螺帽松動；松動； C C級螺栓宜用于沿桿軸方向的受拉連接，以下情況可用于抗剪連接：級螺栓宜用于沿桿軸方向的受拉連接，以下情況可用于抗剪連接： 承受靜載或間接動載的次要連接；承受靜載或間接動載的次要連接； 承受靜載的可拆卸結構連接；承受靜載的可拆卸結構連接； 臨時固定構件的安裝連接。臨時固定構件的安裝連接。 沿桿軸方向受拉螺栓連接的端板，應適當加大剛度，以減小撬力對螺沿桿軸方向受拉螺栓連接的端板，應適當加大剛度，以減小撬力對螺栓抗拉承載力的不利影響。栓抗拉承載

15、力的不利影響。 第第3 3章章 鋼結構的連接鋼結構的連接3.7 普通螺栓的工作性能和計算普通螺栓的工作性能和計算 螺栓連接的受力形式分為：只受剪力，只受拉力。有時螺栓連接的受力形式分為：只受剪力，只受拉力。有時受剪力和拉力的共同作用。受剪力和拉力的共同作用。 FNFA A 剪力螺栓剪力螺栓B B 拉力螺栓拉力螺栓C C 剪力和拉力共剪力和拉力共同作用同作用受力垂直螺桿，承受力垂直螺桿，承剪、承壓。剪、承壓。連接件有錯動趨勢連接件有錯動趨勢受力平行螺桿，承拉受力平行螺桿，承拉連接件有脫開趨勢連接件有脫開趨勢 第第3 3章章 鋼結構的連接鋼結構的連接NO1234NNabNN/2N/2對圖示螺栓連接

16、做抗剪試驗對圖示螺栓連接做抗剪試驗, ,即可得到板即可得到板件上件上a a、b b兩點相對位移兩點相對位移與作用力與作用力N N的關的關系曲線系曲線, ,該曲線清楚的揭示了抗剪螺栓受該曲線清楚的揭示了抗剪螺栓受力的四個階段力的四個階段1. 1. 受剪連接的工作性能受剪連接的工作性能 (1) 摩擦傳力的彈性階段摩擦傳力的彈性階段(01段段) 直線段直線段連接處于彈性狀態(tài)；連接處于彈性狀態(tài)； 該階段較短該階段較短摩擦力較小。摩擦力較小。(2) 滑移階段滑移階段(12段段) 克服摩擦力后，板件間突然發(fā)生水平滑克服摩擦力后，板件間突然發(fā)生水平滑移，最大滑移量為栓孔和栓桿間的間隙，表移，最大滑移量為栓孔

17、和栓桿間的間隙，表現在曲線上為水平段?，F在曲線上為水平段。 第第3 3章章 鋼結構的連接鋼結構的連接NO1234abNN/2N/2(3) 栓桿傳力的彈性階段栓桿傳力的彈性階段(23段段) 該階段主要靠栓桿與孔壁的接觸傳力。該階段主要靠栓桿與孔壁的接觸傳力。栓桿受剪力、拉力、彎矩作用，孔壁受擠壓。栓桿受剪力、拉力、彎矩作用，孔壁受擠壓。由于材料的彈性以及栓桿拉力增大所導致的由于材料的彈性以及栓桿拉力增大所導致的板件間摩擦力的增大，板件間摩擦力的增大，N-關系以曲線狀態(tài)關系以曲線狀態(tài)上升。上升。 (4) 彈塑性階段彈塑性階段(34段段) 達到達到3 3后，即使給荷載以很小的增量，后，即使給荷載以很

18、小的增量，連接的剪切變形迅速增大，直到連接破壞。連接的剪切變形迅速增大，直到連接破壞。4 4點（曲線的最高點）即為普通螺栓抗剪點（曲線的最高點）即為普通螺栓抗剪連接的極限承載力連接的極限承載力Nu。 第第3 3章章 鋼結構的連接鋼結構的連接a) 螺桿被剪斷；螺桿被剪斷； b) 連接件孔壁擠壓破壞；連接件孔壁擠壓破壞；c) 鋼板拉斷；鋼板拉斷；d) 鋼板沖剪破壞；鋼板沖剪破壞；e) 螺桿彎曲破壞螺桿彎曲破壞 。 2.2.受剪螺栓的破壞形式受剪螺栓的破壞形式a)AB栓桿較細而板件較厚時栓桿較細而板件較厚時b)BA栓桿較粗而板件較薄時栓桿較粗而板件較薄時c)A截面削弱過多時截面削弱過多時d)3535

19、a1A端矩過小時；端矩端矩過小時；端矩2d0e)A板過厚螺栓桿過長；栓桿長度板過厚螺栓桿過長；栓桿長度5da)、b)、c)通過計算解決通過計算解決d)、e) 通過構造解決通過構造解決 第第3 3章章 鋼結構的連接鋼結構的連接單個剪力螺栓的設計承載力：單個剪力螺栓的設計承載力：受剪承載力設計值：受剪承載力設計值：承壓承載力設計值：承壓承載力設計值：d3.3.單個普通螺栓的受剪計算單個普通螺栓的受剪計算 剪力螺栓的承載力取決于螺栓桿受剪和孔壁承壓兩種情況，故單剪力螺栓的承載力取決于螺栓桿受剪和孔壁承壓兩種情況，故單栓抗剪承載力由以下兩式決定栓抗剪承載力由以下兩式決定: :bv2vbv4fdnN（3

20、.5.1）bcbcf tdN（3.5.2）bvbcbmin,minNNNp 假定螺栓受剪面上的剪應力均勻分布假定螺栓受剪面上的剪應力均勻分布 ；p 假定擠壓力沿栓桿直徑平面（實際上是相應于假定擠壓力沿栓桿直徑平面（實際上是相應于栓桿直徑平面的孔壁部分）均勻分布栓桿直徑平面的孔壁部分）均勻分布 第第3 3章章 鋼結構的連接鋼結構的連接受剪承載力設計值：受剪承載力設計值：bv2vbv4fdnN承壓承載力設計值：承壓承載力設計值：bcbcf tdNt1 t2 ,t= t1t1t2t1t2t3t2 t1+ t2 ,t= t2d+b15d0(d0為孔徑為孔徑)時，各個螺栓內力難以均勻，端部時，各個螺栓內

21、力難以均勻，端部螺栓受力最大首先破壞，然后依次破壞。由試驗可得連接的螺栓受力最大首先破壞，然后依次破壞。由試驗可得連接的抗剪抗剪強度折減系數強度折減系數 與與l1/d0的關系曲線。的關系曲線。0101015601.1(3.5.4*)150dldld當時：7 .06001 時時：當當dl則連接所需栓數：則連接所需栓數：bminNNn(3.5.5)因此因此規(guī)范規(guī)范采用承載力折減系數采用承載力折減系數 考慮螺栓群受力不均?？紤]螺栓群受力不均。 第第3 3章章 鋼結構的連接鋼結構的連接FeFTTxyN1TN1TxN1Tyr11F1N1F（2 2）普通螺栓群偏心受剪）普通螺栓群偏心受剪F作用下每個螺栓受

22、力：作用下每個螺栓受力：)6 . 5 . 3(1nFNF基本假設基本假設 連接件絕對剛性連接件絕對剛性, , 螺栓彈性；螺栓彈性； T作用下連接板件繞栓群形心轉動，各螺栓剪力大小與螺栓至形心作用下連接板件繞栓群形心轉動，各螺栓剪力大小與螺栓至形心的距離的距離ri成正比，方向與它和形心的連線垂直。成正比，方向與它和形心的連線垂直。V=FT=Fe 第第3 3章章 鋼結構的連接鋼結構的連接1T 12T 2T T TTiinnN rN rN rN rT（a）TxyN1TN1TxN1Tyr11顯然，顯然，T作用下作用下1號螺栓所受剪力最大（號螺栓所受剪力最大（r1最大）。最大）。根據平衡條件得：根據平衡

23、條件得：1T1nnT1T133T1T122T,NrrNNrrNNrrN（c） 將將（c）式代入式代入（a），），得用得用N1T表達的表達的T式：式： TrrNrrrrrNnii12i11T223222111T由各螺栓剪力與由各螺栓剪力與r成正比：成正比：nnT3322T11TrNrTNrNrN（b）由各剪力都用由各剪力都用N1表示：表示： 第第3 3章章 鋼結構的連接鋼結構的連接221211iiiTyxTrrTrN螺栓螺栓1離形心最遠是危險螺栓離形心最遠是危險螺栓, ,最大剪力最大剪力N1T:將將N1T它分解為水平和豎直分力：它分解為水平和豎直分力： 221111T1TyiiyxTxrxNN（

24、3.5.8）xi第第i個螺栓中心的個螺栓中心的x坐標，坐標，yi第第i個螺栓中心的個螺栓中心的y坐標坐標y1TNoxx11TxN1TyN1r1y11FN 221111T1TxiiyxTyryNN( 3.5.7)驗算剪力最大螺栓驗算剪力最大螺栓: :bmin21F1Ty21Tx1NNNNN（3.5.9）此時計算此時計算F作用下的螺栓內力時，不需考慮長接頭的折減系數作用下的螺栓內力時，不需考慮長接頭的折減系數)6 . 5 . 3(1nFNF 第第3 3章章 鋼結構的連接鋼結構的連接y1TNoxx11TxN1TyN1r1y11FN如果如果y13x1，則可假定，則可假定xi=0 。 由此得由此得N1T

25、y=0，則計算式為：則計算式為：bmin22211NnFyTyNi（3.5.10）如果如果x13y1，則可假定，則可假定yi=0 。 由此得由此得N1Tx=0，則計算式為則計算式為11Ty2iTxNx2b11min2iTxFNNxn（3.5.10） 第第3 3章章 鋼結構的連接鋼結構的連接5.5.3 普通螺栓的受拉連接普通螺栓的受拉連接1.1.普通螺栓受拉的工作性能普通螺栓受拉的工作性能b) 試驗證明影響撬力的因素試驗證明影響撬力的因素較多，其大小難以確定，規(guī)較多，其大小難以確定，規(guī)范將螺栓的抗拉強度設計值范將螺栓的抗拉強度設計值降低降低2020來考慮撬力的影響，來考慮撬力的影響，取取ftb=

26、0.8f（f螺栓鋼材的抗螺栓鋼材的抗拉強度設值）拉強度設值）。a) 螺栓受拉時，一般是通過與螺桿垂直的板件傳遞，即螺桿并非螺栓受拉時，一般是通過與螺桿垂直的板件傳遞，即螺桿并非軸心受拉，當連接板件發(fā)生變形時，螺栓有被撬開的趨勢（杠桿作軸心受拉，當連接板件發(fā)生變形時，螺栓有被撬開的趨勢（杠桿作用），使螺桿中的拉力增加（撬力用），使螺桿中的拉力增加（撬力Q Q）并產生彎曲現象。連接件剛）并產生彎曲現象。連接件剛度越小撬力越大。度越小撬力越大。 圖圖3.5.6 受拉螺栓的撬力受拉螺栓的撬力 QNNt 第第3 3章章 鋼結構的連接鋼結構的連接c) 在構造上可以通過加強連接件的剛度的方法，來減小杠桿作在

27、構造上可以通過加強連接件的剛度的方法，來減小杠桿作用引起的撬力，如設加勁肋，可以減小甚至消除撬力的影響。用引起的撬力，如設加勁肋，可以減小甚至消除撬力的影響。加勁肋加勁肋翼緣加強的措施翼緣加強的措施 2.2.單個普通螺栓受拉承載力單個普通螺栓受拉承載力bt2ebtebt4fdfAN（3.5.11）Ntb單個螺栓抗拉承載力；單個螺栓抗拉承載力；Ae 螺栓螺紋處的有效面積；螺栓螺紋處的有效面積；de 螺栓有效直徑；附表螺栓有效直徑；附表9.2 (P455) ftb 螺栓的抗拉強度設計值。螺栓的抗拉強度設計值。 ftb 0.8f假定拉應力在螺栓螺紋處截面上均假定拉應力在螺栓螺紋處截面上均勻分布，則一

28、個拉力螺栓的承載力勻分布，則一個拉力螺栓的承載力設計值：設計值： 第第3 3章章 鋼結構的連接鋼結構的連接dedndmd)12. 5 . 3()(32413螺距PPdde螺栓的有效截面面積螺栓的有效截面面積 因栓桿上的螺紋為斜方向的，所以公式取的是有效直因栓桿上的螺紋為斜方向的，所以公式取的是有效直徑徑de而不是凈直徑而不是凈直徑dn，現行國家標準?。海F行國家標準?。?第第3 3章章 鋼結構的連接鋼結構的連接（1 1）栓群軸心受拉）栓群軸心受拉 當外力通過螺栓群形心時，當外力通過螺栓群形心時，一般假定每個螺栓均勻受一般假定每個螺栓均勻受力，力，因此連接所需的螺栓數目為：因此連接所需的螺栓數目

29、為：btNNn （ 3.5.13）bt2ebtebt4fdfAN（3.5.11）3. 3. 普通螺栓群受拉普通螺栓群受拉N 第第3 3章章 鋼結構的連接鋼結構的連接M刨平頂緊刨平頂緊承托承托(板板)M1 2 3 4受壓區(qū)受壓區(qū)y1y2y3N1N2N3N4中和軸中和軸(2(2）栓群承受彎矩作用）栓群承受彎矩作用M作用下螺栓連接按彈性設計，其假定為：作用下螺栓連接按彈性設計，其假定為： 連接板件絕對剛性，螺栓為彈性；連接板件絕對剛性，螺栓為彈性； 螺栓群的中和軸位于最下排螺栓的形心處，各螺栓所受拉力與其至螺栓群的中和軸位于最下排螺栓的形心處，各螺栓所受拉力與其至中和軸的距離成正比。中和軸的距離成正

30、比。 第第3 3章章 鋼結構的連接鋼結構的連接M刨平頂緊刨平頂緊承托承托(板板)M1 2 3 4受壓區(qū)受壓區(qū)y1y2y3N1N2N3N4中和軸中和軸顯然顯然1號螺栓在號螺栓在M作用下所受拉力最大作用下所受拉力最大)(2211byNyNyNMnn由力學及假定可得：由力學及假定可得：)(332211ayNyNyNyNnn 第第3 3章章 鋼結構的連接鋼結構的連接將式將式(c)代入式代入式(b)得得: :)(1131132112cyyNNyyNNyyNNnn；)(12112222111dyyNyyyyNMniin由式由式(a)得得: :)(12eyyMNniiii因此，設計時只要滿足下式即可：因此，

31、設計時只要滿足下式即可：)14. 5 . 3(211btNyMyNi螺栓螺栓i 的拉力的拉力: : 即受力最大的最外排螺即受力最大的最外排螺栓栓1 1的拉力不超過一個螺栓的拉力不超過一個螺栓的抗拉承載力設計值的抗拉承載力設計值M1 2 3 4 第第3 3章章 鋼結構的連接鋼結構的連接圖圖3.5.10 螺栓群偏心受拉螺栓群偏心受拉刨平頂緊刨平頂緊承托承托(板板)NeV V(3(3）栓群偏心受拉）栓群偏心受拉小偏心受拉小偏心受拉當當M/N較小時，所較小時，所有螺栓均承受拉力有螺栓均承受拉力作用，構件作用，構件B繞螺繞螺栓群的形心栓群的形心O轉動。轉動。螺栓群的最大和最小螺栓受力為：螺栓群的最大和最

32、小螺栓受力為：b1maxt2iMyNNNny（3.5.15a）01min2iyMynNN（3.5.15b）當當 Nmin0 ，e 則表示所有螺栓受則表示所有螺栓受拉，螺栓群繞形心拉，螺栓群繞形心軸旋轉。軸旋轉。2ee1iyWnAny 螺栓有效截面組成的核心矩螺栓有效截面組成的核心矩 第第3 3章章 鋼結構的連接鋼結構的連接大偏心受拉大偏心受拉當當Nmin ，構件構件B繞繞A點（底排螺栓）點（底排螺栓）旋轉趨勢，偏于安全取中和軸位旋轉趨勢，偏于安全取中和軸位于最下排螺栓于最下排螺栓O處，受拉力最大處，受拉力最大的螺栓要求滿足：的螺栓要求滿足：b1t2iiNe yNNy （3.5.16）O 第第3

33、 3章章 鋼結構的連接鋼結構的連接5.5.4 剪拉螺栓群的計算剪拉螺栓群的計算 同時承受剪力和拉力作用的普通螺栓有兩種可能破壞形式：同時承受剪力和拉力作用的普通螺栓有兩種可能破壞形式：一是螺栓桿受剪受拉破壞；二是孔壁承壓破壞。一是螺栓桿受剪受拉破壞；二是孔壁承壓破壞。試驗研究結果表明，兼受剪力和拉力的螺桿分別除以各自單獨作用試驗研究結果表明，兼受剪力和拉力的螺桿分別除以各自單獨作用的承載力，所得的相關關系近似為圓曲線。的承載力，所得的相關關系近似為圓曲線。 第第3 3章章 鋼結構的連接鋼結構的連接規(guī)范規(guī)定：同時承受剪力和桿軸方向拉力的普通螺栓，應分別規(guī)范規(guī)定：同時承受剪力和桿軸方向拉力的普通螺

34、栓，應分別符合下列公式的要求：符合下列公式的要求： 驗算剪驗算剪- -拉聯合作用：拉聯合作用：12btt2bvvNNNN（3.5.17）bvcVNNn（3.5.18）驗算孔壁承壓：驗算孔壁承壓：Nvb單個螺栓抗剪承載力設計值；單個螺栓抗剪承載力設計值；Ncb單個螺栓承壓承載力設計值單個螺栓承壓承載力設計值Ntb單個螺栓抗拉承載力設計值；單個螺栓抗拉承載力設計值；Nv 、Nt單個螺栓承受的最大剪力和拉力設計值。單個螺栓承受的最大剪力和拉力設計值。 第第3 3章章 鋼結構的連接鋼結構的連接例例5.7 5.7 驗算如圖所示，普通螺栓連接。驗算如圖所示，普通螺栓連接。N=349.5kNN=349.5k

35、N， M=17.475kN.mM=17.475kN.m。M22M22，B B級，鋼級，鋼材材Q235Q235。1. 單個螺栓抗拉承載力單個螺栓抗拉承載力2bbbttt303.4 2163.7kN4eedNfA f【解】2btN/mm210f支托支托505075757575 50 60 10NM2. 強度驗算強度驗算先假設小偏心，以眾栓形心計先假設小偏心，以眾栓形心計 2iymMynNNmaxminmax)75150(2215010475.1710105 .3492263小偏心滿足0kN65.11,kN7 .63kN25.58btN 第第3 3章章 鋼結構的連接鋼結構的連接例例5.85.8 驗算

36、如圖所示，普通螺栓連接。驗算如圖所示，普通螺栓連接。V=233V=233kN， N=349.5kNN=349.5kN， M=17.475kNmM=17.475kNm。M22M22，B B級，鋼材級，鋼材Q235Q235。1. 單個螺栓抗拉承載力單個螺栓抗拉承載力2bbbttt303.4 2163.7kN4eedNfA f【解】2bc2btN/mm405,N/mm210ffbbcc22 20 305134.2kNNdtf2. 強度驗算強度驗算支托支托505075757575 60 10NMV5022bbvvv221305115.94kN44dNnf 23323.3kN10VVNn 第第3 3章章 鋼結構的連接鋼結構的連接支托支托505075757575 60 10NMV5022 bttbVVNNNNmax,先假設小偏心，以眾栓形心計先假設小偏心，以眾栓形心計2maxmin,max,ittymMynNN)75150(2215010475.1710105 .3492263小偏心, 0kN65.11kN25.58227 .6325.5894.1153 .22192. 0，所以滿足要求且，kN2 .134kN3 .22bcvNN 第第3 3章章 鋼結構的連接鋼結構的連接 第第3 3章章 鋼結構的連接鋼結構的連接例例5.10