鋼結(jié)構(gòu)的連接-螺栓連接的構(gòu)造和計算

材料高強螺桿和與之配套螺母、墊圈的合稱連接副。高強度螺栓常用鋼材有優(yōu)質(zhì)碳素鋼中的45號鋼，合金鋼中的20錳鈦硼鋼等。制成的螺栓有8.8級和10.9級。常見的形式有大六角頭型、扭剪型。一、高強度螺栓連接副的形式分類按受力特征的不同高強度螺栓分為兩類，摩擦型高強度螺栓—通過板件間摩擦力傳遞內(nèi)力，破壞準(zhǔn)則為克服摩擦力；承壓型高強度螺栓—受力特征與普通螺栓類似。在外力的作用下螺栓承受剪力和拉力。高強度螺栓孔應(yīng)用鉆孔。摩擦型高強度螺栓因受力時不產(chǎn)生滑移，其孔徑比螺栓公稱直徑可稍大，一般采用大1.5mm（M16）或2.0mm（>=M20）;承壓型高強螺栓則比上列數(shù)值分別減小0.5mm,一般采用1.0mm(M16)或1.5mm（>=M20）。二、高強度螺栓連接的受力性能1.抗剪連接受力性能1）由于高強度螺栓連接有較大的預(yù)拉力，從而使被連接件中有很大的預(yù)壓力，當(dāng)連接受剪時，主要依靠摩擦力傳力的高強度螺栓連接的抗剪承載力可達到1點。通過1點后，連接產(chǎn)生了滑移，當(dāng)栓桿與孔壁接觸后，連接又可繼續(xù)承載直到破壞。高強度螺栓NδO12341234普通螺栓abNN/2N/22）對于高強度螺栓摩擦型連接，其破壞準(zhǔn)則為板件發(fā)生相對滑移，因此其極限狀態(tài)為1點，所以1點的承載力即為一個高強度螺栓摩擦型連接的抗剪承載力。（一）高強度螺栓摩擦型連接二、高強度螺栓連接的受力性能2.抗拉連接受力性能高強度螺栓連接由于預(yù)拉力作用，構(gòu)件間在承受外力作用前已經(jīng)有較大的擠壓力。高強度螺栓受到外拉力作用時，首先要抵消這種擠壓力，在克服擠壓力之前，螺桿的預(yù)拉力基本不變。（二）高強度螺栓摩擦型連接二、高強度螺栓連接的受力性能3.同時承受剪力和外拉力連接的受力性能當(dāng)螺栓所受外拉力

時，雖然螺桿中預(yù)拉力

基本不變，但板間壓力將減少到。這時接觸面的抗滑移系數(shù)μ也有所降低，而且

值隨

的增大而減小?，F(xiàn)行《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》用

乘1.125的系數(shù)來考慮

值降低的不利影響。故一個摩擦型連接高強度螺栓有拉力作用時的抗剪承載力設(shè)計值為：（二）高強度螺栓摩擦型連接二、高強度螺栓連接的受力性能高強度螺栓承壓型連接的受力性能與普通螺栓基本相同。（二）高強度螺栓承壓型連接【例1】試設(shè)計一雙蓋板拼接的鋼板連接。鋼材為Q235—B，高強度螺栓為8.8級的M20，連接處的構(gòu)件接觸面采用噴砂處理，作用在螺栓形心處的軸心拉力設(shè)計值N=800kN，試設(shè)計此連接。

普通螺栓的計算示例

二、螺栓的排列B錯列A并列中距中距邊距邊距端距螺栓的排列應(yīng)滿足：受力要求構(gòu)造要求施工要求普通螺栓的計算示例

1）受力要求任意方向的中距、邊距和端距不能過小，以防止鋼板截面過度削弱而承載力不足；對于受壓構(gòu)件，中距不能太大，以防止連接板件發(fā)生鼓曲。2）構(gòu)造要求螺栓的邊距和中距不宜太大，以免板件間貼合不密，潮氣侵入腐蝕鋼材。3）施工要求為了便于扳手擰緊螺母，螺栓中距應(yīng)不小于3do。普通螺栓的計算示例

螺栓的最大、最小容許距離普通螺栓的計算示例

單螺栓承載力設(shè)計值∑t—連接接頭一側(cè)承壓構(gòu)件總厚度的較小值。fcb—螺栓孔壁承壓強度設(shè)計值；單螺栓抗剪承載力：抗剪承載力：承壓承載力：dnv—剪切面數(shù)目；d—螺栓桿直徑；fvb—螺栓抗剪強度設(shè)計值；N/2NN/2普通螺栓的計算示例

剪切面數(shù)目nvNNNN/2N/2N/2N/3N/3N/3N/2普通螺栓的計算示例

當(dāng)l1＞l5d0后，各螺桿所受內(nèi)力不易均勻，端部螺栓首先達到極限強度而破壞，隨后由外向里依次破壞。為防止端部螺栓提前破壞，當(dāng)l1＞l5d0

時，螺栓的抗剪和承壓承載力設(shè)計值應(yīng)乘以折減系數(shù)η予以降低：普通螺栓群長連接螺栓