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1、关于钢结构连接螺栓第一页，讲稿共一百零四页哦3.3.钢结构连接钢结构连接钢结构连接钢结构连接3.3.钢结构连接方法钢结构连接方法钢结构连接方法钢结构连接方法3.1.1 焊接连接焊接连接（上节回顾）（上节回顾）n1第二页，讲稿共一百零四页哦n1第三页，讲稿共一百零四页哦n1第四页，讲稿共一百零四页哦n1第五页，讲稿共一百零四页哦3 钢结构的连接钢结构的连接3 31 1 钢结构的连接方法钢结构的连接方法钢结构的连接方法钢结构的连接方法n313 螺栓连接螺栓连接n螺栓连接分普通螺栓连接和高强度螺栓连接两种。n大六角头螺栓大六角头螺栓 扭剪型扭剪型n （用于普通螺栓和高强螺栓）用于普通螺栓和高强螺栓）
2、（用于高强度螺栓）（用于高强度螺栓）第六页，讲稿共一百零四页哦第七页，讲稿共一百零四页哦第八页，讲稿共一百零四页哦第九页，讲稿共一百零四页哦3 31 1 钢结构的连接方法钢结构的连接方法钢结构的连接方法钢结构的连接方法313 螺栓连接螺栓连接3 31 13 31 1 普通螺栓分类普通螺栓分类普通螺栓分类普通螺栓分类n nA A级级级级与与与与B B级级级级（精制螺栓）为为为为8.88.8级级级级，其其抗抗拉拉强强度度不不小小于于800 N/mm2，屈屈强强比比为为0.8。螺螺栓栓孔孔要要求求：尺尺寸寸准准确确，螺螺杆杆直直径径与与螺螺栓栓孔孔径径相相同同（类类孔孔，用用钻钻模模钻钻成成），对成
3、孔质量要求高，制作和安装复杂，价格高，很少在钢结构中采用。对成孔质量要求高，制作和安装复杂，价格高，很少在钢结构中采用。n nC C级级级级（粗制螺栓）：4.64.6级级级级或或或或4.84.8级级级级。螺螺栓栓孔孔要要求求：孔孔径径比比螺螺栓栓杆杆的的直直径径大大1.53 mm（类类孔孔）.螺螺栓栓表表面面粗粗糙糙，在在零零件件上上一一次次冲冲孔孔。由由于于螺螺栓栓杆杆与与螺螺栓栓孔孔之之间间有有较较大大的的间间隙隙，受受剪剪力力作作用用时时，将将会会产产生生较较大大的的剪剪切切滑滑移移，连连接接的的变变形形大大；但但传传递递拉拉力力时时，变变形形不不大大，故故一一般般用用于于栓栓杆杆受受拉
4、拉的的连连接接中中、次次要的抗剪连接或安装时的临时固定要的抗剪连接或安装时的临时固定。第十页，讲稿共一百零四页哦3 31 1 钢结构的连接方法钢结构的连接方法钢结构的连接方法钢结构的连接方法313 螺栓连接螺栓连接3132 高强度螺栓分类高强度螺栓分类n n高高高高强强强强度度度度螺螺螺螺栓栓栓栓：用用45号号钢钢、40B钢钢和和20MnTiB钢钢加加工工而而成成，经经热热处处理理后后，螺螺栓栓抗抗拉拉强强度度应应分分别别不不低低于于800 N/mm2和和1000 N/mm2，即即前前者者的的性性能能等等级级为为8.8级级，后后者者的的性性能能等等级级为为10.9级，分为两种：级，分为两种：n
5、 n摩摩摩摩擦擦擦擦型型型型连连连连接接接接：只只靠靠摩摩擦擦阻阻力力传传力力，并并以以剪剪力力不不超超过过接接触触面面摩摩擦擦力力作作为为设设计计准准则则；孔径比螺栓公称直径d大1.52.0mm，剪切变形小，可用于承受动力荷载的结构。n n承承承承压压压压型型型型连连连连接接接接：允允许许接接触触面面滑滑移移，以以连连接接达达到到材材料料破破坏坏的的极极限限承承载载力力作作为为设设准准则则。孔径比螺栓公称直径d大1.01.5mm承载力高于摩摩擦型，但剪切变形大，故不得用于承受动力荷载的结构中。nn第十一页，讲稿共一百零四页哦3 钢结构的连接钢结构的连接3 36 6 螺栓连接的构造螺栓连接的构
6、造螺栓连接的构造螺栓连接的构造3 36 61 1 螺栓的排列螺栓的排列螺栓的排列螺栓的排列n螺栓在构件上的排列应简单、统一、整齐而紧凑，通常分为并并列列和错列错列两种形式(图3.50)。第十二页，讲稿共一百零四页哦3 钢结构的连接钢结构的连接3 36 6 螺栓连接的构造螺栓连接的构造螺栓连接的构造螺栓连接的构造3 36 61 1 螺栓的排列螺栓的排列螺栓的排列螺栓的排列第十三页，讲稿共一百零四页哦3 钢结构的连接钢结构的连接3 36 6 螺栓连接的构造螺栓连接的构造螺栓连接的构造螺栓连接的构造3 36 61 1 螺栓的排列螺栓的排列螺栓的排列螺栓的排列n螺栓在构件上的排列应考虑以下要求：螺栓在
7、构件上的排列应考虑以下要求：n(1)受力要求受力要求n规范规定端距不应小于规范规定端距不应小于2d0；n(2)构造要求构造要求n螺螺栓栓的的中中距距及及边边距距不不宜宜过过大大，保保证证紧紧密密贴贴合合，防防止止潮潮气气侵侵入入缝缝隙隙使钢材锈蚀使钢材锈蚀(见下表）见下表）n(3)安安装装要要求求：要要保保证证扳扳手手工工作作有有一一定定空空间间，规规定定最最小小中中距距为为3 d0。第十四页，讲稿共一百零四页哦3 钢结构的连接钢结构的连接3 36 6 螺栓连接的构造螺栓连接的构造螺栓连接的构造螺栓连接的构造3 36 61 1 螺栓的排列螺栓的排列螺栓的排列螺栓的排列n规范规定的钢板上螺栓的容
8、许距离见表规范规定的钢板上螺栓的容许距离见表3.5（p62)。n在角钢、普通工字钢、槽钢截面上排列螺栓的线距应满足表在角钢、普通工字钢、槽钢截面上排列螺栓的线距应满足表3.6、表、表3.7、表、表3.8的要求。的要求。第十五页，讲稿共一百零四页哦n1第十六页，讲稿共一百零四页哦第十七页，讲稿共一百零四页哦第十八页，讲稿共一百零四页哦362 螺栓连接的使用基本要求螺栓连接的使用基本要求n n(1)(1)每一杆件在节点上以及拼接接头的一端，每一杆件在节点上以及拼接接头的一端，每一杆件在节点上以及拼接接头的一端，每一杆件在节点上以及拼接接头的一端，永久性螺永久性螺永久性螺永久性螺n n 栓数不宜少于
9、两个栓数不宜少于两个栓数不宜少于两个栓数不宜少于两个。但根据实践经验，对于组合构。但根据实践经验，对于组合构。但根据实践经验，对于组合构。但根据实践经验，对于组合构n n 件的辍条，其端部连接可采用一个螺栓。件的辍条，其端部连接可采用一个螺栓。件的辍条，其端部连接可采用一个螺栓。件的辍条，其端部连接可采用一个螺栓。n(2)对直接承受动力荷载的普通螺栓连接应对直接承受动力荷载的普通螺栓连接应采用双螺帽采用双螺帽n 弹簧垫圈弹簧垫圈、将螺帽和螺杆焊将螺帽和螺杆焊死等方法防止螺栓松动。死等方法防止螺栓松动。n(3)当型钢构件的拼接采用高强度螺栓连接时，由于型当型钢构件的拼接采用高强度螺栓连接时，由于
10、型n 钢的抗弯刚度较大，不能保证摩擦面紧密贴合，故钢的抗弯刚度较大，不能保证摩擦面紧密贴合，故n 不能用型钢作为不能用型钢作为拼接件拼接件，而应，而应采用钢板采用钢板。n(4)在高强度螺栓连接范围内，应选择恰当的构件在高强度螺栓连接范围内，应选择恰当的构件接触接触n 面的处理方法面的处理方法n 第十九页，讲稿共一百零四页哦362 螺栓连接的构造要求螺栓连接的构造要求n(5)C C级级级级螺螺螺螺栓栓栓栓，只只只只宜宜宜宜用用用用于于于于沿沿沿沿螺螺螺螺栓栓栓栓轴轴轴轴线线线线方方方方向向向向受受受受拉拉拉拉的的的的连连连连接接接接，但但但但在在在在承承承承受受受受静静静静力力力力荷荷荷荷载载载
11、载结结结结构构构构的的的的次次次次要要要要连连连连接接接接、可可可可拆拆拆拆卸卸卸卸结结结结构构构构的的的的连连连连接接接接和和和和临临临临时时时时固固固固定定定定构构构构件用的安装连接中，也可用与受剪。件用的安装连接中，也可用与受剪。件用的安装连接中，也可用与受剪。件用的安装连接中，也可用与受剪。n n但但但但在在在在重重重重要要要要的的的的连连连连接接接接中中中中，例例例例如如如如：制制制制动动动动梁梁梁梁或或或或吊吊吊吊车车车车梁梁梁梁上上上上翼翼翼翼缘缘缘缘与与与与柱柱柱柱的的的的连连连连接接接接，由由由由于于于于传传传传递递递递制制制制动动动动梁梁梁梁的的的的水水水水平平平平支支支支
12、承承承承反反反反力力力力，同同同同时时时时受受受受到到到到反反反反复复复复动动动动力力力力荷荷荷荷载载载载作作作作用用用用，不不不不得得得得采采采采用用用用C C级级级级螺螺螺螺栓栓栓栓。柱柱柱柱间间间间支支支支撑撑撑撑与与与与柱柱柱柱的的的的连连连连接接接接，以以以以及及及及在在在在柱柱柱柱间间间间支支支支撑撑撑撑处处处处吊吊吊吊车车车车梁梁梁梁下下下下翼翼翼翼缘缘缘缘的的的的连连连连接接接接，承承承承受受受受着着着着反反反反复复复复的的的的水水水水平平平平制制制制动动动动力力力力和和和和卡卡卡卡轨轨轨轨力，应优先采用高强度螺栓。力，应优先采用高强度螺栓。力，应优先采用高强度螺栓。力，应优先
13、采用高强度螺栓。第二十页，讲稿共一百零四页哦施工图中螺栓及其孔眼图例施工图中螺栓及其孔眼图例n n螺栓及其孔眼图例见表螺栓及其孔眼图例见表螺栓及其孔眼图例见表螺栓及其孔眼图例见表3.33.3，第二十一页，讲稿共一百零四页哦37 普通螺栓连接的工作性能和计算普通螺栓连接的工作性能和计算 n普通螺栓连接按受力情况可分为三类普通螺栓连接按受力情况可分为三类：n n螺栓只承受剪力；螺栓只承受剪力；n n螺栓只承受拉力；螺栓只承受拉力；螺栓只承受拉力；螺栓只承受拉力；n n螺栓承受拉力和剪力的共同作用螺栓承受拉力和剪力的共同作用螺栓承受拉力和剪力的共同作用螺栓承受拉力和剪力的共同作用。n下下面面将将分分
14、别别论论述述这这三三类类连连接接的的工工作作性性能能和和计计算算方方法法。第二十二页，讲稿共一百零四页哦3 37 7 普通螺栓连接的工作性能和计算普通螺栓连接的工作性能和计算普通螺栓连接的工作性能和计算普通螺栓连接的工作性能和计算 371 普通螺栓的抗剪连接普通螺栓的抗剪连接3 37 71 11 1 抗剪连接的工作性能抗剪连接的工作性能抗剪连接的工作性能抗剪连接的工作性能n抗抗剪剪连连接接是是最最常常见见的的螺螺栓栓连连接接。如如果果以以上上图图 所所示示的的螺螺栓栓连连接接试试件件作作抗抗剪剪试试验验，则则可可得得出出试试件件上上a a、b b两两点点之之间间的的相相对对位位移移与与作作用用
15、力力N N的的关关系系曲曲线线 下下图图。由由此此关关系系曲曲线线可可见见，试试件件由由零零载载一一直直加加载载至至连连接接破破坏坏的的全全过过程程，经经历历了了以以下下四个阶段阶段。第二十三页，讲稿共一百零四页哦3 37 7 普通螺栓连接的工作性能和计算普通螺栓连接的工作性能和计算普通螺栓连接的工作性能和计算普通螺栓连接的工作性能和计算 371 普通螺栓的抗剪连接普通螺栓的抗剪连接3 37 71 11 1 抗剪连接的工作性能抗剪连接的工作性能抗剪连接的工作性能抗剪连接的工作性能n(1)摩摩摩摩擦擦擦擦传传传传力力力力的的的的线线线线性性性性阶阶阶阶段段段段在在施施加加荷荷载载之之初初，荷荷载
16、载较较小小，连连接接中中的的剪剪力力也也较较小小，荷荷载载靠靠构构件件间间接接触触面面的的摩摩擦擦力力传传递递，螺螺栓栓杆杆与与孔孔壁壁之之间间的的间间隙隙保保持持不不变变，连连接接工工作作处处于于线线性性阶阶段段，在在NN-图图上上呈呈现现出出01010101斜斜斜斜直直直直线线线线段段段段。但但由由于于板板件件间间摩摩擦擦力力的的大大小小取取决决于于拧拧紧紧螺螺帽帽时时在在螺螺杆杆中中的的初初始始拉拉力力，一一般般说说来来，普普通通螺螺栓栓的的初初拉拉力力很很小小，故故此此阶阶段段很很短，可略去不计。短，可略去不计。第二十四页，讲稿共一百零四页哦3 37 7 普通螺栓连接的工作性能和计算普
17、通螺栓连接的工作性能和计算普通螺栓连接的工作性能和计算普通螺栓连接的工作性能和计算 371 普通螺栓的抗剪连接普通螺栓的抗剪连接3 37 71 11 1 抗剪连接的工作性能抗剪连接的工作性能抗剪连接的工作性能抗剪连接的工作性能n n(2)(2)滑滑滑滑移移移移阶阶阶阶段段段段当当荷荷载载增增大大，连连接接中中的的剪剪力力达达到到构构件件间间摩摩擦擦力力的的最最大大值值，板板件件间间突突然然产产生生相相对对滑滑移移，其其最最大大滑滑移移量量为为螺螺栓栓杆杆与与孔孔壁壁之之间间的的间间隙隙，直直至至螺螺栓栓杆杆与与孔孔壁壁接接触触，也也就就是是N-图上曲线图上曲线为为为为1,21,2水平线段。水平
18、线段。水平线段。水平线段。第二十五页，讲稿共一百零四页哦3 37 7 普通螺栓连接的工作性能和计算普通螺栓连接的工作性能和计算普通螺栓连接的工作性能和计算普通螺栓连接的工作性能和计算 371 普通螺栓的抗剪连接普通螺栓的抗剪连接3 37 71 11 1 抗剪连接的工作性能抗剪连接的工作性能抗剪连接的工作性能抗剪连接的工作性能n n(3)(3)(3)(3)栓栓栓栓杆杆杆杆直直直直接接接接传传传传力力力力的的的的弹弹弹弹性性性性阶阶阶阶段段段段 如如荷荷载载再再增增加加，连连连连接接接接所所所所承承承承受受受受的的的的外外外外力力力力就就就就主主主主要要要要是是是是靠靠靠靠螺螺螺螺栓栓栓栓与与与与
19、孔孔孔孔壁壁壁壁接接接接触触触触传传传传递递递递。螺螺螺螺栓栓栓栓杆杆杆杆除除除除主主主主要要要要受受受受剪剪剪剪力力力力外外外外，还还还还有有有有弯弯弯弯矩矩矩矩和和和和轴轴轴轴向向向向拉拉拉拉力力力力，而而而而孔孔孔孔壁壁壁壁则则则则受受受受到到到到挤挤挤挤压压压压。由由于于接接头头材材料料的的弹弹性性性性质质，也也由由于于螺螺栓栓杆杆的的伸伸长长受受到到螺螺帽帽的的约约束束，增增大大了了板板件件间间的的压压紧紧力力，使使板板件件间间的的摩摩擦擦力力也也随随之之增增大大。所所以以N N-曲曲线线呈呈上上升升状状态态，达达到到“3”3”点点时时，表表明明螺螺栓栓或连接板达到或连接板达到弹性极
20、限弹性极限，此阶段结束，此阶段结束。第二十六页，讲稿共一百零四页哦3 37 7 普通螺栓连接的工作性能和计算普通螺栓连接的工作性能和计算普通螺栓连接的工作性能和计算普通螺栓连接的工作性能和计算 371 普通螺栓的抗剪连接普通螺栓的抗剪连接3 37 71 11 1 抗剪连接的工作性能抗剪连接的工作性能抗剪连接的工作性能抗剪连接的工作性能n n(4)(4)弹弹弹弹塑塑塑塑性性性性阶阶阶阶段段段段荷载继续增加，在此阶段即使给荷载很小的增量，连接的剪切变形也迅速加大，直到连接的最后破坏。N-图上曲线的最最最最高高高高点点点点“4”4”所所所所对对对对应应应应的的的的荷荷荷荷载载载载即即即即为为为为普普
21、普普通通通通螺螺螺螺栓栓栓栓连连连连接接接接的极限荷载。的极限荷载。的极限荷载。的极限荷载。第二十七页，讲稿共一百零四页哦3 37 7 普通螺栓连接的工作性能和计算普通螺栓连接的工作性能和计算普通螺栓连接的工作性能和计算普通螺栓连接的工作性能和计算 371 普通螺栓的抗剪连接普通螺栓的抗剪连接3 37 71 11 1 抗剪连接的工作性能抗剪连接的工作性能抗剪连接的工作性能抗剪连接的工作性能n抗抗剪剪螺螺栓栓连连接接达达到到极极限限承承载载力力时时，可可能能的的破破坏坏形形式式有有：当当栓栓杆直径较小，板件较厚时，栓杆可能先杆直径较小，板件较厚时，栓杆可能先被剪断被剪断；第二十八页，讲稿共一百零
22、四页哦3 37 7 普通螺栓连接的工作性能和计算普通螺栓连接的工作性能和计算普通螺栓连接的工作性能和计算普通螺栓连接的工作性能和计算 371 普通螺栓的抗剪连接普通螺栓的抗剪连接3 37 71 11 1 抗剪连接的工作性能抗剪连接的工作性能抗剪连接的工作性能抗剪连接的工作性能n当栓杆直径较大，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；第二十九页，讲稿共一百零四页哦3 37 7 普通螺栓连接的工作性能和计算普通螺栓连接的工作性能和计算普通螺栓连接的工作性能和计算普通螺栓连接的工作性能和计算 371 普通螺栓的抗剪连接普通螺栓的抗剪连接3 37
23、71 11 1 抗剪连接的工作性能抗剪连接的工作性能抗剪连接的工作性能抗剪连接的工作性能n板板件件可可能能因因螺螺栓栓孔孔削削弱弱太太多多而而被被拉拉断断；端端端端距距距距太太太太小小小小，端距范围内的板件有可能被栓杆冲剪破坏端距范围内的板件有可能被栓杆冲剪破坏端距范围内的板件有可能被栓杆冲剪破坏端距范围内的板件有可能被栓杆冲剪破坏第三十页，讲稿共一百零四页哦3 37 7 普通螺栓连接的工作性能和计算普通螺栓连接的工作性能和计算普通螺栓连接的工作性能和计算普通螺栓连接的工作性能和计算 371 普通螺栓的抗剪连接普通螺栓的抗剪连接3 37 71 11 1 抗剪连接的工作性能抗剪连接的工作性能抗剪
24、连接的工作性能抗剪连接的工作性能n n螺栓过长时，栓杆弯曲变形过大。螺栓过长时，栓杆弯曲变形过大。第三十一页，讲稿共一百零四页哦3 37 7 普通螺栓连接的工作性能和计算普通螺栓连接的工作性能和计算普通螺栓连接的工作性能和计算普通螺栓连接的工作性能和计算 371 普通螺栓的抗剪连接普通螺栓的抗剪连接3 37 71 11 1 抗剪连接的工作性能抗剪连接的工作性能抗剪连接的工作性能抗剪连接的工作性能n n第第第第种种种种破破破破坏坏坏坏形形形形式式式式属属属属于于于于构构构构件件件件的的的的强强强强度度度度计计计计算算算算；第第第第种种种种破破破破坏坏坏坏形形形形式式式式由由由由螺螺螺螺栓栓栓栓端
25、端端端距距距距2 2 2 2d d d d0 0 0 0来来来来保保保保证证证证，第第第第种种种种破破破破坏坏坏坏形形形形式式式式通通通通过过过过限限限限制制制制夹夹夹夹紧紧紧紧长长长长度度度度在在在在（4646）d d d d内内内内来来来来保保保保证证证证。因此，抗剪螺栓连接的计算只考虑第因此，抗剪螺栓连接的计算只考虑第因此，抗剪螺栓连接的计算只考虑第因此，抗剪螺栓连接的计算只考虑第、种破坏形式种破坏形式种破坏形式种破坏形式。第三十二页，讲稿共一百零四页哦3 37 7 普通螺栓连接的工作性能和计算普通螺栓连接的工作性能和计算普通螺栓连接的工作性能和计算普通螺栓连接的工作性能和计算 371
26、普通螺栓的抗剪连接普通螺栓的抗剪连接第三十三页，讲稿共一百零四页哦3 37 7 普通螺栓连接的工作性能和计算普通螺栓连接的工作性能和计算普通螺栓连接的工作性能和计算普通螺栓连接的工作性能和计算 371 普通螺栓的抗剪连接普通螺栓的抗剪连接第三十四页，讲稿共一百零四页哦3 37 7 普通螺栓连接的工作性能和计算普通螺栓连接的工作性能和计算普通螺栓连接的工作性能和计算普通螺栓连接的工作性能和计算 371 普通螺栓的抗剪连接普通螺栓的抗剪连接n单个螺栓受剪时的承载力：nNbmin=min(Nvb,Ncb)第三十五页，讲稿共一百零四页哦下讲内容：下讲内容：”受剪普通螺栓受剪普通螺栓”群群计算计算第三十
27、六页，讲稿共一百零四页哦(1)普通螺栓群轴心受剪普通螺栓群轴心受剪 第三十七页，讲稿共一百零四页哦第三十八页，讲稿共一百零四页哦3 37 7 普通螺栓连接的工作性能和计算普通螺栓连接的工作性能和计算普通螺栓连接的工作性能和计算普通螺栓连接的工作性能和计算 371 普通螺栓的抗剪连接普通螺栓的抗剪连接 3.7.1.3 3.7.1.3 3.7.1.3 3.7.1.3 普通螺栓群抗剪连接计算普通螺栓群抗剪连接计算普通螺栓群抗剪连接计算普通螺栓群抗剪连接计算第三十九页，讲稿共一百零四页哦3 37 7 普通螺栓连接的工作性能和计算普通螺栓连接的工作性能和计算普通螺栓连接的工作性能和计算普通螺栓连接的工作
28、性能和计算 371 普通螺栓的抗剪连接普通螺栓的抗剪连接 3.7.1.3 3.7.1.3 3.7.1.3 3.7.1.3 普通螺栓群抗剪连接计普通螺栓群抗剪连接计普通螺栓群抗剪连接计普通螺栓群抗剪连接计算算算算第四十页，讲稿共一百零四页哦3 37 7 普通螺栓连接的工作性能和计算普通螺栓连接的工作性能和计算普通螺栓连接的工作性能和计算普通螺栓连接的工作性能和计算(60-92:2hrs)371 普通螺栓的抗剪连接普通螺栓的抗剪连接3.7.1.3 3.7.1.3 3.7.1.3 3.7.1.3 普通螺栓群抗剪连接计普通螺栓群抗剪连接计普通螺栓群抗剪连接计普通螺栓群抗剪连接计算算算算第四十一页，讲稿
29、共一百零四页哦3.7.1.3 普通螺栓群抗剪连接计算普通螺栓群抗剪连接计算第四十二页，讲稿共一百零四页哦第四十三页，讲稿共一百零四页哦第四十四页，讲稿共一百零四页哦第四十五页，讲稿共一百零四页哦第四十六页，讲稿共一百零四页哦3 37 7 普通螺栓连接的工作性能和计算普通螺栓连接的工作性能和计算普通螺栓连接的工作性能和计算普通螺栓连接的工作性能和计算 3.7.2 3.7.2 3.7.2 3.7.2 普通螺栓的抗拉连接普通螺栓的抗拉连接普通螺栓的抗拉连接普通螺栓的抗拉连接第四十七页，讲稿共一百零四页哦第四十八页，讲稿共一百零四页哦第四十九页，讲稿共一百零四页哦n(2)(2)螺栓垂直连接件的刚度对螺
30、栓抗拉承载力的影响螺栓垂直连接件的刚度对螺栓抗拉承载力的影响螺栓垂直连接件的刚度对螺栓抗拉承载力的影响螺栓垂直连接件的刚度对螺栓抗拉承载力的影响n 螺栓受拉时，通常不可能使螺栓受拉时，通常不可能使n拉力正好作用在螺栓轴线上，而拉力正好作用在螺栓轴线上，而n是通过与螺杆垂直的板件传递。是通过与螺杆垂直的板件传递。n如图如图3.603.60所示的所示的T T形连接，如果形连接，如果n连接件的刚度较小，受力后与螺连接件的刚度较小，受力后与螺n栓垂直的连接件总会有变形，因栓垂直的连接件总会有变形，因n而形成杠杆作用，螺栓有被撬开而形成杠杆作用，螺栓有被撬开n的趋势，使螺杆中的拉力增加并的趋势，使螺杆中
31、的拉力增加并n产生弯曲现象。产生弯曲现象。第五十页，讲稿共一百零四页哦n(2)(2)螺栓垂直连接件的刚度对螺栓抗拉承载力的影响螺栓垂直连接件的刚度对螺栓抗拉承载力的影响螺栓垂直连接件的刚度对螺栓抗拉承载力的影响螺栓垂直连接件的刚度对螺栓抗拉承载力的影响n n考虑杠杆作用时，螺杆的轴心力为考虑杠杆作用时，螺杆的轴心力为n n式中式中 QQ由于杠杆作用对由于杠杆作用对n螺栓产生的撬力。螺栓产生的撬力。撬力的大小与连接件撬力的大小与连接件n的刚度有关，连接件的刚度越小，撬力的刚度有关，连接件的刚度越小，撬力n越大；同时撬力也与螺栓直径和螺栓所在越大；同时撬力也与螺栓直径和螺栓所在n位置等因素有关。位
32、置等因素有关。第五十一页，讲稿共一百零四页哦3 37 7 普通螺栓连接的工作性能和计算普通螺栓连接的工作性能和计算普通螺栓连接的工作性能和计算普通螺栓连接的工作性能和计算3.7.2 3.7.2 普通螺栓的抗拉连接普通螺栓的抗拉连接3.7.2.1 3.7.2.1 3.7.2.1 3.7.2.1 单个普通螺栓的抗拉承载力单个普通螺栓的抗拉承载力单个普通螺栓的抗拉承载力单个普通螺栓的抗拉承载力n由由于于确确定定撬撬力力比比较较复复杂杂，我我我我国国国国现现现现行行行行钢钢钢钢结结结结构构构构设设设设计计计计规规规规范范范范为为为为了了了了简简简简化化化化，规规规规定定定定普普普普通通通通螺螺螺螺栓栓
33、栓栓抗抗抗抗拉拉拉拉强强强强度度度度设设设设计计计计值值值值 取取取取为为为为螺螺螺螺栓栓栓栓钢钢钢钢材材材材抗抗抗抗拉拉拉拉强强强强度度度度设设设设计计计计值值值值f f f f的的的的0.80.80.80.8倍倍倍倍(即即即即 =0.8f)=0.8f)=0.8f)=0.8f)，以以考考虑虑撬撬力力的的影影响响。此此外外，在在构构造造上上也也可可采采取取一一些些措措施施加加强强连连接接件件的的刚刚度度，如如设设置置加加劲劲肋肋(图图3.61)3.61)，可可以以减小甚至消除撬力的影响。减小甚至消除撬力的影响。第五十二页，讲稿共一百零四页哦3 37 7 普通螺栓连接的工作性能和计算普通螺栓连接
34、的工作性能和计算普通螺栓连接的工作性能和计算普通螺栓连接的工作性能和计算3.7.2 3.7.2 普通螺栓的抗拉连接普通螺栓的抗拉连接3.7.2.2 3.7.2.2 3.7.2.2 3.7.2.2 普通螺栓群轴心受拉普通螺栓群轴心受拉普通螺栓群轴心受拉普通螺栓群轴心受拉n图3.62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 (3.45)n式中 一个螺栓的抗拉承载力设计值，按式(3.43)计算。第五十三页，讲稿共一百零四页哦3.7.2.3 3.7.2.3 普通螺栓群弯矩受拉普通螺栓群弯矩受拉n n柱柱柱柱侧侧侧侧牛牛牛牛腿腿腿腿连连连连接接接接：剪剪剪剪力力力
35、力V V V V通通通通过过过过承承承承托托托托板板板板传传传传递递递递；弯弯弯弯矩矩矩矩M M M M由由由由螺螺螺螺栓栓栓栓群群群群和和和和连连连连接件间的受压区传递接件间的受压区传递接件间的受压区传递接件间的受压区传递第五十四页，讲稿共一百零四页哦3.7.2.3 3.7.2.3 3.7.2.3 3.7.2.3 普通螺栓群弯矩受拉普通螺栓群弯矩受拉普通螺栓群弯矩受拉普通螺栓群弯矩受拉n在在弯弯矩矩作作用用下下，离离中中和和轴轴越越远远的的螺螺栓栓所所受受拉拉力力越越大大，而而压压应应力力则则由由弯弯矩矩指指向向一一侧侧的的部部分分端端板板承承受受，设设中中和和轴轴至至端端板板受受压压边边缘
36、缘的的距距离离为为c.c.这这种种连连接接的的受受力力有有如如下下特特点点:受受拉拉螺螺栓栓截截面面只只是是孤孤立立的的几几个个螺螺栓栓点点，而而端端板板受受压压区区则则是是宽宽度度较较大大的的实实体体矩矩形形截截面面（类似钢筋混凝土梁）（类似钢筋混凝土梁）第五十五页，讲稿共一百零四页哦3.7.2 3.7.2 普通螺栓的抗拉连接普通螺栓的抗拉连接3.7.2.3 3.7.2.3 3.7.2.3 3.7.2.3 普通螺栓群弯矩受拉普通螺栓群弯矩受拉普通螺栓群弯矩受拉普通螺栓群弯矩受拉n计计算算图图c c中中截截面面的的形形心心位位置置，所所求求得得的的端端板板受受压压区区高高度度c c总总是是很很
37、小小，中中和和轴轴通通常常在在弯弯矩矩指指向向一一侧侧最最外外排排螺螺栓栓附附近近的的某某个个位位置置。因因因因此此此此，实实实实际际际际计计计计算算算算时时时时可可可可近近近近似似似似地地地地取取取取中中中中和和和和轴轴轴轴位位位位于于于于最最最最下下下下排排排排螺螺螺螺栓栓栓栓o o o o处处处处，即即认认为为连连接接变变形形为为绕绕o o处处水水平平轴轴转转动动，螺螺栓栓拉拉力力与与o o点点算算起起的的纵纵坐坐标标y y成成正正比比。对对o o处处水水平平轴轴列列弯弯矩矩平平衡衡方方程程时时，偏偏安安全全地地忽忽略略力力臂臂很很小小的的端端板板受受压压区区部部分分的的力力矩矩而而只只
38、考考虑虑受受拉拉螺螺栓栓部部分分，则得则得(各各y y均自点均自点o o算起算起)：第五十六页，讲稿共一百零四页哦第五十七页，讲稿共一百零四页哦3.7.2 3.7.2 普通螺栓的抗拉连接普通螺栓的抗拉连接3.7.2.4 3.7.2.4 3.7.2.4 3.7.2.4 普通螺栓群偏心受拉普通螺栓群偏心受拉n n螺螺螺螺拴拴拴拴群群群群偏偏偏偏心心心心受受受受拉拉拉拉相相相相当当当当于于于于连连连连接接接接承承承承受受受受轴轴轴轴心心心心拉拉拉拉力力力力N N N N和和和和弯弯弯弯矩矩矩矩M=NeM=NeM=NeM=Ne的的的的联联联联合合合合作作作作用用用用。按弹性设计法，根据偏偏心心距距的的
39、大大小小可可能能出出现现小小偏偏心心受拉受拉和和大偏心受拉大偏心受拉两种情况。两种情况。第五十八页，讲稿共一百零四页哦3.7.2.4 3.7.2.4 普通螺栓群偏心受拉普通螺栓群偏心受拉(1)(1)(1)(1)小偏心受拉小偏心受拉小偏心受拉小偏心受拉n对于小偏心情况图3.65(b)，所所有有螺螺栓栓均均承承受受拉拉力力作作用用，端端板板与与柱柱翼翼缘缘有有分分离离趋趋势势，故故在在计计算算时时轴轴心心拉拉力力N N由由各各螺螺栓栓均均匀匀承承受受；而而弯弯矩矩M M则则引引起起以以螺螺栓栓群群形形心心处处水水平平轴轴为为中中和和轴轴的的三三角角形形应应力力分分布布，使使上上部部螺螺栓栓受受拉拉
40、，下下部部螺螺栓栓受受压压；叠叠加加后后则则全全部部螺螺栓栓均均为为受受拉拉。这这样样可可得得最最大大和和最最小小受受力力螺螺栓栓的的拉拉力力和满足设计要求的公式如下和满足设计要求的公式如下第五十九页，讲稿共一百零四页哦3.7.2 3.7.2 普通螺栓的抗拉连接普通螺栓的抗拉连接3.7.2.4 3.7.2.4 3.7.2.4 3.7.2.4 普通螺栓群偏心受拉普通螺栓群偏心受拉普通螺栓群偏心受拉普通螺栓群偏心受拉(1)(1)(1)(1)小偏心受拉小偏心受拉小偏心受拉小偏心受拉n1第六十页，讲稿共一百零四页哦(2)大偏心受拉大偏心受拉 当偏心距 e较大肘，即 时，则端板底部将出现受压区图3.65
41、(c)。n1第六十一页，讲稿共一百零四页哦n1第六十二页，讲稿共一百零四页哦37 普通螺栓连接的工作性能和计算普通螺栓连接的工作性能和计算3 37 73 3 普通螺栓受剪力和拉力的联合作用普通螺栓受剪力和拉力的联合作用普通螺栓受剪力和拉力的联合作用普通螺栓受剪力和拉力的联合作用n图3.67所示连接，螺螺栓栓群群承承受受剪剪力力V和和偏偏心心拉拉力力N(即即轴轴心心拉拉力力N和和弯弯矩矩M=N e)的联合作用。的联合作用。n承受剪力和拉力联合作用的普通螺栓应考虑两两两两种种种种可可可可能能能能的的的的破破破破坏坏坏坏形形形形式式式式：一一一一是是是是螺螺螺螺杆杆杆杆受受受受剪剪剪剪兼兼兼兼拉拉拉
42、拉破破破破坏坏坏坏；二二二二是是是是孔孔孔孔壁承压破坏。壁承压破坏。壁承压破坏。壁承压破坏。第六十三页，讲稿共一百零四页哦3 37 7 普通螺栓连接的工作性能和计算（普通螺栓连接的工作性能和计算（普通螺栓连接的工作性能和计算（普通螺栓连接的工作性能和计算（90-10690-10690-10690-106：2hrs2hrs2hrs2hrs）3 37 73 3 普通螺栓受剪力和拉力的联合作用普通螺栓受剪力和拉力的联合作用普通螺栓受剪力和拉力的联合作用普通螺栓受剪力和拉力的联合作用对试验结果回归得出其强度条件为（对试验结果回归得出其强度条件为（对试验结果回归得出其强度条件为（对试验结果回归得出其强度
43、条件为（相关曲线）相关曲线）相关曲线）相关曲线）n n 1(3.50b)n式中一个螺栓承受的剪力设计值。n一般假定剪力V由每个螺栓平均承担，n即=V/n。n为螺栓个数。由偏心拉力引n起的螺栓最大拉力Nt仍按上述方法计算；n、一个螺栓的抗剪和抗拉n承载力设计值。n n同时要求孔壁承压满足要求，其计算式为同时要求孔壁承压满足要求，其计算式为同时要求孔壁承压满足要求，其计算式为同时要求孔壁承压满足要求，其计算式为 ：n(3.51)n式中一个螺栓孔壁承压承载力设计值。第六十四页，讲稿共一百零四页哦3 38 8 高强度螺栓连接的工作性能和计算高强度螺栓连接的工作性能和计算3 38 81 1 高强度螺栓连
44、接的工作性能高强度螺栓连接的工作性能高强度螺栓连接的工作性能高强度螺栓连接的工作性能3 38 81 11 1 高强度螺栓的预拉力高强度螺栓的预拉力高强度螺栓的预拉力高强度螺栓的预拉力n n影影影影响响响响高高高高强强强强螺螺螺螺栓栓栓栓承承承承载载载载离离离离的的的的因因因因素素素素：螺螺螺螺栓栓栓栓的的的的预预预预拉拉拉拉力力力力P P(即板件间的法向压紧力)、摩摩摩摩擦擦擦擦面面面面间间间间的的的的抗抗抗抗滑滑滑滑移移移移系系系系数数数数和钢钢钢钢材材材材种种种种类类类类等（前已述及，高强度螺栓连接按其受力特征分为摩擦型连接和承压型连接两种类型。摩擦型连接是依靠被连接件之间的摩擦阻力传递内
45、力，并以荷载设计值引起的剪力不超过摩擦阻力这一条件作为设计准则。）第六十五页，讲稿共一百零四页哦3 38 8 8 8 高强度螺栓连接的工作性能和计算高强度螺栓连接的工作性能和计算高强度螺栓连接的工作性能和计算高强度螺栓连接的工作性能和计算3 38 81 1 高强度螺栓连接的工作性能高强度螺栓连接的工作性能高强度螺栓连接的工作性能高强度螺栓连接的工作性能3 38 81 11 1 高强度螺栓的预拉力高强度螺栓的预拉力高强度螺栓的预拉力高强度螺栓的预拉力n n(1)(1)预拉力的控制方法预拉力的控制方法预拉力的控制方法预拉力的控制方法n高强度螺栓分为大大大大六六六六角角角角头头头头型型型型图3.69
46、(a)和扭扭扭扭剪剪剪剪型型型型 图3.69(b)两种，虽然这两种高强度螺栓预拉力的具体控制方法各不相同，但对螺栓施加预拉力总的思路都是一样的。它们都是通过拧紧螺帽，使螺接板件间则产生压紧力拧紧螺帽，使螺接板件间则产生压紧力拧紧螺帽，使螺接板件间则产生压紧力拧紧螺帽，使螺接板件间则产生压紧力。第六十六页，讲稿共一百零四页哦3 38 8 高强度螺栓连接的工作性能和计算高强度螺栓连接的工作性能和计算3 38 81 1 高强度螺栓连接的工作性能高强度螺栓连接的工作性能高强度螺栓连接的工作性能高强度螺栓连接的工作性能3 38 81 11 1 高强度螺栓的预拉力高强度螺栓的预拉力高强度螺栓的预拉力高强度
47、螺栓的预拉力n n1 1）对大六角头螺栓的预拉力控制方法有）对大六角头螺栓的预拉力控制方法有）对大六角头螺栓的预拉力控制方法有）对大六角头螺栓的预拉力控制方法有：n力力矩矩法法 一一般般采采用用指指指指针针针针式式式式扭扭扭扭力力力力(测测测测力力力力)扳扳扳扳手手手手或或预预预预置置置置式式式式扭扭扭扭力力力力(定定定定力力力力)扳扳扳扳手手手手。目目前前用用得得多多的的是是电电电电动动动动扭扭扭扭矩矩矩矩扳扳扳扳手手手手。拧拧紧紧力力矩矩可可由由试试验验确确定定，使使施施工工时时控控制制的的预预拉拉力力为为设设计计预预拉拉力力的的1.1倍倍。为为了了克克服服板板件件和和垫垫圈圈等等的的变变
48、形形，基基本本消消除除板板件件之之间间的的间间隙隙，使使拧拧紧紧力力矩矩系系数数有有较较好好的的线线性性度度，从从而而提提高高施施工工控控制制预预拉拉力力值值的的准准确确度度，在在安安装装大大六六角角头头高高强强度度螺螺栓栓时时，应应先先按按拧拧紧紧力力矩矩的的50%进进行行初初拧拧，然然后后按按100%拧拧紧紧力力矩矩进进行行终终拧拧。对对于于大大型型节节点点在在初初拧拧之之后后，还应按初拧力矩进行复拧，然后再行终拧。还应按初拧力矩进行复拧，然后再行终拧。第六十七页，讲稿共一百零四页哦3 38 8 高强度螺栓连接的工作性能和计算高强度螺栓连接的工作性能和计算3 38 81 1 高强度螺栓连接
49、的工作性能高强度螺栓连接的工作性能高强度螺栓连接的工作性能高强度螺栓连接的工作性能3 38 81 11 1 高强度螺栓的预拉力高强度螺栓的预拉力高强度螺栓的预拉力高强度螺栓的预拉力n转转角角法法 先先用用普普通通扳扳手手进进行行初初拧拧，使使被被连连接接板板件件相相互互紧紧密密贴贴合合，再再以以初初拧拧位位置置为为起起点点，按按终终拧拧角角度度，用用长长扳扳手手或或风风动动扳扳手手旋旋转转螺螺母母，拧拧至至该该角角度度时时，螺螺栓栓的的拉拉力即达到施工控制预拉力力即达到施工控制预拉力。n n2 2）对扭剪型高强度螺栓：）对扭剪型高强度螺栓：）对扭剪型高强度螺栓：）对扭剪型高强度螺栓：n扭剪型高
50、强度螺栓与普通扭剪型高强度螺栓与普通n大六角型高强度螺栓不同大六角型高强度螺栓不同n如图如图3.69(b)所示，所示，螺栓头螺栓头n为盘头，螺纹段端部有一为盘头，螺纹段端部有一n个承受拧紧反力矩的十二个承受拧紧反力矩的十二n角体和一个能在规定力矩角体和一个能在规定力矩n下剪断的断颈槽。下剪断的断颈槽。第六十八页，讲稿共一百零四页哦3811 高强度螺栓的预拉力高强度螺栓的预拉力n n安装过程安装过程安装过程安装过程安装时用特制的电动扳手，有两个套头，一个套在螺母六角安装时用特制的电动扳手，有两个套头，一个套在螺母六角体上；另一个套在螺栓的十二角体上。拧紧时，对螺母施加顺时针力体上；另一个套在螺栓