鋼結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計(jì)課件：第八章 鋼結(jié)構(gòu)的螺栓連接

1、第八章 鋼結(jié)構(gòu)的螺栓連接7/18/20221浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室8.1螺栓連接概述螺栓的種類普通螺栓高強(qiáng)度螺栓精制普通螺栓粗制普通螺栓8.8級(jí)高強(qiáng)度螺栓10.9級(jí)高強(qiáng)度螺栓A級(jí)：螺桿公稱直徑d24mm螺桿公稱長(zhǎng)度l10d或l150mmB級(jí)：其他B級(jí)C級(jí)，4.6級(jí)A級(jí)7/18/20222浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室螺栓孔的類別 類孔類孔1，在裝配好的構(gòu)件上按設(shè)計(jì)孔徑鉆成；2，在單個(gè)構(gòu)件上分別用鉆模按設(shè)計(jì)孔徑鉆成；3，在單個(gè)的構(gòu)件上先鉆成或沖成較小孔徑，裝配好后再擴(kuò)鉆至設(shè)計(jì)孔徑；4，在單個(gè)的構(gòu)件上一次沖成或不用鉆模鉆成設(shè)計(jì)孔徑。普通螺栓中的精制螺栓連接要求用類孔，孔徑比桿徑大0.30.5mm。粗制螺栓連接

2、可用類孔，孔徑比桿徑大1.01.5mm，以便于螺栓插入。高強(qiáng)度螺栓的孔為類孔，但采用鉆成孔，不能采用沖成孔。7/18/20223浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室螺栓連接的種類按受力形式分類：1，抗剪螺栓連接2，抗拉螺栓連接3，同時(shí)承受剪拉的螺栓連接 7/18/20224浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室按螺栓種類分類普通螺栓連接高強(qiáng)螺栓連接高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接 高強(qiáng)度螺栓承壓型連接 7/18/20225浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室螺栓的直徑和有效面積7/18/20226浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室螺栓的排列1，螺栓在連接中的排列要考慮便于制造要求 1）螺栓應(yīng)排列成行。 2）相鄰螺栓孔的中心應(yīng)保證為擰緊螺栓置放扳手所需的最小間距。 2，

3、考慮連接的受力要求 ： 1）端距不能過(guò)小，構(gòu)件端部鋼材易剪壞 。 2）螺栓線上的螺栓距不能過(guò)小，鋼材易剪壞 3）螺栓間距過(guò)大，當(dāng)構(gòu)件為受壓時(shí)，兩螺栓中心間的板件易局部屈曲。3，應(yīng)考慮構(gòu)造要求：例如端距過(guò)大，端部板材易翹起；線距和螺栓距過(guò)大，連接中板件間接觸不密實(shí)，易進(jìn)潮氣，鋼材易銹蝕等。 需要規(guī)定最小螺栓間距和最大螺栓間距。7/18/20227浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室鋼板上排列最小容許間距最大容許間距7/18/20228浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室角鋼上排列螺栓的要求 7/18/20229浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室7/18/202210浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室熱軋工字鋼和熱軋槽鋼上排列螺栓的要求 7/18/2022

4、11浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室7/18/202212浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室螺栓圖例7/18/202213浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室8.2普通螺栓連接與高強(qiáng)度螺栓連接的工作性能 一、抗剪連接 抗剪受力的階段，各階段的傳力機(jī)理7/18/202214浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室抗剪連接的幾種可能的破壞形式 7/18/202215浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室二、抗拉連接有撬力存在減小螺栓的抗拉強(qiáng)度:取同樣鋼號(hào)鋼材軸心受拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的0.8倍。還要保證連接板的剛度。 7/18/202216浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室8.3普通螺栓連接與高強(qiáng)度螺栓承壓型連接計(jì)算單個(gè)螺栓的承載力：抗剪承載力：螺栓承載力設(shè)計(jì)值取螺桿受剪和孔壁承壓承載力設(shè)計(jì)值中的

5、較小者。螺桿受剪：孔壁承壓：抗拉承載力：7/18/202217浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室?guī)c(diǎn)說(shuō)明（1）普通螺栓受剪面是否有螺紋（2）螺栓的承壓面積（3）遇到較復(fù)雜的螺栓連接時(shí)，剪切面問(wèn)題 7/18/202218浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室螺栓連接計(jì)算的種類1、在軸心力作用下螺栓群的抗剪連接計(jì)算2、在偏心力作用下螺栓群的抗剪連接計(jì)算3、在軸心力作用下螺栓群的抗拉連接計(jì)算4、在彎矩作用下螺栓群的抗拉連接計(jì)算5、在剪力與彎矩（或軸心拉力）同時(shí)作用下螺栓群的連接計(jì)算6、偏心拉力作用下普通螺栓群的計(jì)算計(jì)算要點(diǎn)：1）求出單個(gè)螺栓的承載力設(shè)計(jì)值 2）找到螺栓群中受力最大的螺栓，計(jì)算出其受力大小。 3）滿足 小于 或7/1

6、8/202219浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室螺栓計(jì)算的基本假定1，連接鋼板為剛性板，螺栓為彈性。2，當(dāng)外力通過(guò)螺栓群的型心時(shí)，所有螺栓受力相同。（均勻假定）3，在扭矩或彎矩作用下每個(gè)螺栓受力大小與該螺栓中心至螺栓群形心的距離成正比，方向垂直與螺栓中心至螺栓群形心的連線。4，在彎矩作用下每個(gè)螺栓受力大小與該螺栓中心至中和軸的距離成正比（平截面假定）。7/18/202220浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室驗(yàn)算公式受剪：受拉：受剪拉：普通螺栓高強(qiáng)螺栓承壓型連接7/18/202221浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室軸心力受剪7/18/202222浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室軸心力下受剪計(jì)算注意要點(diǎn)1，塊狀拉剪問(wèn)題2，凈截面問(wèn)題3，螺栓受力不

7、均勻問(wèn)題4，有些情況的連接中，由于連接的工作情況較差，我國(guó)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定螺栓或鉚釘?shù)臄?shù)目應(yīng)較計(jì)算所需增加：7/18/202223浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室（1）一個(gè)構(gòu)件借助填板或其他中間板件與另一構(gòu)件連接的螺栓（高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接除外）或鉚釘數(shù)目，應(yīng)按計(jì)算增加10（2）搭接接頭或用拼接板的單面連接由于接頭易彎曲，螺栓（不包括摩擦型連接的高強(qiáng)度螺栓）或鉚釘數(shù)目，應(yīng)按計(jì)算增加10。（3）在構(gòu)件的端部連接中，當(dāng)利用短角鋼與型鋼（角鋼、槽鋼等）的外伸肢相連以縮短連接長(zhǎng)度時(shí)，在短角鋼兩肢中的任一肢上所用螺栓（或鉚釘）數(shù)目，應(yīng)按計(jì)算增加50。的7/18/202224浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室偏心力下受剪7/18/20

8、2225浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室7/18/202226浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室在彎矩作用下螺栓群的抗拉連接 7/18/202227浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室在剪力與彎矩（或軸心拉力）同時(shí)作用下螺栓群的連接 7/18/202228浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室偏心拉力作用下普通螺栓群的計(jì)算 7/18/202229浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室小偏拉7/18/202230浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室大偏拉7/18/202231浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室8.4高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接計(jì)算一、高強(qiáng)度螺栓中的預(yù)拉力和摩擦面的抗滑移系數(shù)在擰緊螺栓時(shí)，除使螺栓桿產(chǎn)生拉應(yīng)力外，必因施加扭矩而同時(shí)產(chǎn)生剪力，式中分母中系數(shù)1.2，是為了考慮此剪應(yīng)力所產(chǎn)生的不利影響

9、。分子中第一個(gè)0.9是考慮螺栓材質(zhì)的不均勻性而引進(jìn)的一個(gè)折減系數(shù)，第2個(gè)0.9是考慮施工時(shí)的超張拉影響（施工時(shí)為了補(bǔ)償螺桿中預(yù)拉力的松弛，一般超張拉5%10%），最后一個(gè)0.9是考慮式中以鋼材抗拉強(qiáng)度為準(zhǔn)，為安全計(jì)引進(jìn)的一個(gè)附加安全系數(shù)。7/18/202232浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室預(yù)拉力的建立對(duì)大六角頭高強(qiáng)度螺栓，其預(yù)拉力常用扭矩法控制，采用能顯示扭矩大小的電動(dòng)扳手進(jìn)行，所需要終擰扭矩值按下式計(jì)算：7/18/202233浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室扭剪型高強(qiáng)度螺栓尾部有一梅花頭，終擰時(shí)采用專用扳手進(jìn)行。擰緊至其尾部的梅花頭跌落，則螺桿中即具有設(shè)計(jì)所要求的預(yù)拉力。 7/18/202234浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室7/18/202235浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室單個(gè)螺栓的承載力抗剪：抗拉：抗剪拉：7/18/202236浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室凈截面計(jì)算的孔前傳力毛截面凈截面7/18/202237浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室高強(qiáng)螺栓受拉7/18/202238浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室7/18/202239浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室在軸心力作用下高強(qiáng)度螺栓群的摩擦型抗剪連接計(jì)算在偏心力作用下高強(qiáng)度螺栓群的摩擦型抗剪連接計(jì)算計(jì)算方法同普通螺栓7/18/202240浙江大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室高強(qiáng)度