螺栓连接结构与计算

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1、装配培训教材螺栓连接构造与计算张明录一二三四目录普通螺栓连接构造与计算普通螺栓抗剪连接普通螺栓抗拉连接高强度螺栓连接构造与计算五六高强度螺栓抗剪连接高强度螺栓抗拉连接1.普通螺栓的种类和构造要求3一.普通螺栓连接构造与计算（1）普通螺栓种类C级---粗制螺栓，性能等级为4.6或4.8级；4表示fu≥400N/mm2,0.6或0.8表示fy/fu=0.6或0.8；Ⅱ类孔，孔径(do)-栓杆直径(d)＝1～3mm。A、B级---精制螺栓，性能等级为5.6或8.8级;5或8表示fu≥500或800N/mm2,0.6或0.8表示fy/fu=0.6或0.8；Ⅰ类孔，孔径(do)-栓杆直径(d)＝

2、0.3～0.5mm。按其加工的精细程度和强度分为:A、B、C三个级别。4（2）螺栓的排列1）并列—简单、整齐、紧凑所用连接板尺寸小，但构件截面削弱大。B错列A并列中距中距边距边距端距2）错列—排列不紧凑，所用连接板尺寸大，但构件截面削弱小。（3）螺栓排列的要求1）受力要求:垂直受力方向：为了防止螺栓应力集中相互影响、截面削弱过多而降低承载力，螺栓的边距和端距不能太小；顺力作用方向：为了防止板件被拉断或剪坏，端距不能太小；对于受压构件：为防止连接板件发生鼓曲，中距不能太大。2）构造要求；螺栓的边距和中距不宜太大，以免板件间贴合不密，潮气侵入腐蚀钢材。53）施工要求为了便于扳手拧紧螺母，螺

3、栓中距应不小于3do。根据以上要求，规范给定了螺栓的容许间距。6名称位置和方向最大容许距离（两者最小距离）最小容许距离中心间距外排（垂直外力方向或顺内力方向）8do或12t3do中间排垂直内力方向16do或24t顺内力方向构件受拉力12do或18t构件受压力16do或24t沿对角线方向_中心至构件边缘间距顺内力方向4do或8t2do垂直内力方向剪切边或手工气割边1.5do轧制边、自动气割边或锯割边高强度螺栓其他螺栓或铆钉1.2do（4）螺栓连接的构造要求为了保证连接的可靠性，每个杆件的节点或拼接接头一端不宜少于两个永久螺栓，但组合构件的缀条除外；直接承受动荷载的普通螺栓连接应采用双螺帽

4、，或其他措施以防螺帽松动；C级螺栓宜用于沿杆轴方向的受拉连接，以下情况可用于抗剪连接：1）承受静载或间接动载的次要连接；2）承受静载的可拆卸结构连接；3）临时固定构件的安装连接。78二.螺栓连接的受力形式FNFA只受剪力B只受拉力C剪力和拉力共同作用N三.普通螺栓抗剪连接1.工作性能和破坏形式(1)工作性能对图示螺栓连接做抗剪试验,即可得到板件上a、b两点相对位移δ和作用力N的关系曲线,该曲线清楚的揭示了抗剪螺栓受力的四个阶段,即：1)摩擦传力的弹性阶段(0~1段)直线段—连接处于弹性状态；该阶段较短—摩擦力较小。9NδO1234NNabNN/2N/22)滑移阶段(1~2段)克服摩擦力

5、后，板件间突然发生水平滑移，最大滑移量为栓孔和栓杆间的距离，表现在曲线上为水平段。10NδO1234abNN/2N/23)栓杆传力的弹性阶段(2~3段)该阶段主要靠栓杆与孔壁的接触传力。栓杆受剪力、拉力、弯矩作用，孔壁受挤压。由于材料的弹性以及栓杆拉力增大所导致的板件间摩擦力的增大，N-δ关系以曲线状态上升。4)弹塑性阶段(3~4段)达到‘3’后，即使给荷载以很小的增量，连接的剪切变形迅速增大，直到连接破坏。‘4’点（曲线的最高点）即为普通螺栓抗剪连接的极限承载力Nu。11NδO1234abNN/2N/2Nu2.破坏形式（1）螺栓杆被剪坏栓杆较细而板件较厚时（2）孔壁的挤压破坏栓杆较粗

6、而板件较薄时（3）板件被拉断截面削弱过多时以上破坏形式予以计算解决。12N/2NN/2NNNN（4）板件端部被剪坏(拉豁)端矩过小时；端矩不应小于2dO13NN（5）栓杆弯曲破坏螺栓杆过长；栓杆长度不应大于5d这两种破坏构造解决N/2NN/2四.抗剪螺栓的单栓承载力设计值由破坏形式知抗剪螺栓的承载力取决于螺栓杆受剪和孔壁承压两种情况，故单栓抗剪承载力由以下两式决定:14nv—剪切面数目；d—螺栓杆直径；fvb、fcb—螺栓抗剪和承压强度设计值；∑t—连接接头一侧承压构件总厚度的较小值。单栓抗剪承载力：抗剪承载力：承压承载力：d剪切面数目nv15NNNN/2N/2N/2N/3N/3N/3

7、N/2五.普通螺栓群抗剪连接计算1.普通螺栓群轴心力作用下抗剪计算16N/2Nl1N/2平均值螺栓的内力分布试验证明,栓群在轴力作用下各个螺栓的内力沿栓群长度方向不均匀，两端大,中间小。当l1≤15d0(d0为孔径)时，连接进入弹塑性工作状态后，内力重新分布，各个螺栓内力趋于相同，故设计时假定N有各螺栓均担。所以，连接所需螺栓数为：当l1>15d0(d0为孔径)时，连接进入弹塑性工作状态后，即使内力重新分布,各个螺栓内力也难以均匀，端部螺栓首先