第三章 钢结构的连接-螺栓连接

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1、第三章钢结构的连接按受力情况分为①剪力螺栓（抗剪螺栓）：螺栓杆垂直于力线②拉力螺栓（抗拉螺栓）：螺栓杆平行于力线③既受剪又受拉的螺栓螺栓的工作第六节螺栓连接的构造FNF①只受剪力②只受拉力③剪力+拉力抗剪连接——板件之间有相互错动的趋势抗拉连接——板件之间有相互脱开的趋势螺栓的排列分为并列和错列两种形式。并列：比较简单整齐，布置紧凑，连接板尺寸小，螺栓孔对构件截面削弱较大。错列：可以减小对截面的削弱，但螺栓排列松散，连接板尺寸较大。B错列A并列中距中距边距边距端距螺栓排列考虑的因素：受力要求垂直于受力方向：受拉构件各排螺栓的中距及边距不能过小，以免螺孔导致钢板截面削弱过多，降低其承载

2、能力。在顺力作用方向：端距应按被连接件材料的抗挤压及抗剪切等强度条件确定，以使钢板在端部不致被螺栓冲剪破坏，端距不应小于2d0；中距不宜过大，否则被连接板件间容易发生鼓曲现象。构造要求中距及边距不宜过大，否则连接板件间不能紧密贴合，潮气侵入缝隙使钢材锈蚀。施工要求保证一定空间，便于打锚和采用扳手拧紧螺帽。根据扳手尺寸和工人的施工经验、规定最小中距为3d0。螺栓的最大、最小容许距离螺栓的构造要求：①为连接可靠，连接的一端永久螺栓不得少于两个；②对承受动力荷载的，必须要求防螺栓松动措施，如加弹簧垫圈、焊死螺帽和螺杆；③C级螺栓有较大孔隙，只适用于杆轴方向受拉的连接；④采用高强度螺栓进行拼

3、接，为保证摩擦面紧密贴合，不采用型钢，而采用钢板；⑤沿杆轴方向受拉的螺栓连接中的端板，应采取增强刚度的措施。第七节普通螺栓连接的性能和计算抗剪连接的工作性能抗剪连接是最常见的螺栓连接。抗剪试验可得试件上a、b两点间的相对位移δ与作用力N的关系曲线。试件由零载一直加载至连接破坏的全过程，经历三个阶段。abNN/2N/2(1)摩擦传力弹性阶段O1斜直线段：加荷之初，连接中剪力较小，荷载靠板件间接触面的摩擦力传递，螺栓杆与孔壁间的间隙保持不变，处于弹性阶段，板件间摩擦力大小取决于拧紧螺帽时螺杆中的初始拉力、板面处理方式，普通螺栓的初应力很小。此阶段很短，可略去不计。(2)相对滑移阶段12水

4、平线段：荷载增大，剪力达到摩擦力最大值，板件间产生相对滑移，其最大滑移量为螺栓杆与孔壁之间的间隙，直至螺栓杆与孔壁接触。(3)弹塑性阶段荷载继续增加，连接所承受的外力主要靠螺栓与孔壁接触传递。螺栓杆除主要受剪力外，还承受弯矩和轴向拉力，孔壁受到挤压。螺杆的伸长受到螺帽的约束，增大了板件间的压紧力，使板件间的摩擦力随之增大，所以曲线呈上升状态。达到“3”点时，螺栓或连接板达到弹性极限。(4)破坏阶段荷载继续增加，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。曲线的最高点“4”所对应的荷载即为普通螺栓连接的极限荷载。①栓杆直径较小时，栓杆可能先被剪断；单个螺栓

5、的破坏形式②栓杆直径较大、板件较薄时，板件可能先被挤坏，这种破坏叫做螺栓承压破坏；③板件截面可能因螺栓孔消弱截面太多而被拉断；N/2NN/2NNNN以上三种破坏形式通过强度计算避免。措施：栓杆长度不应大于5d0④端距太小，端距范围内的板件有可能被栓杆冲剪破坏NN⑤栓杆弯曲破坏N/2NN/2措施：端距不应小于2dO以上两种破坏形式通过构造避免。单螺栓承载力设计值∑t—连接接头一侧承压构件总厚度的较小值。fcb—螺栓孔壁承压强度设计值；单螺栓抗剪承载力：抗剪承载力：承压承载力：dnv—剪切面数目；d—螺栓杆直径；fvb—螺栓抗剪强度设计值；N/2NN/2剪切面数目nvNNNN/2N/2N

6、/2N/3N/3N/3N/2普通螺栓群抗剪连接计算：轴心力N/2Nl1N/2平均值螺栓的内力分布当l1≤15d0(d0为孔径)时，假定N由各螺栓均匀承担。螺栓群承受轴心剪力时，螺栓群在长度方向各螺栓受力不均匀，两端大，中间小。当沿受力方向的连接长度≤15d0时，连接工作进入弹塑性阶段后，内力发生重分布，螺栓群中各螺栓受力逐渐均匀。当l1＞l5d0后，各螺杆所受内力不易均匀，端部螺栓首先达到极限强度而破坏，随后由外向里依次破坏。为防止端部螺栓提前破坏，当l1＞l5d0时，螺栓的抗剪和承压承载力设计值应乘以折减系数η予以降低：普通螺栓群长连接螺栓数确定：普通螺栓群轴心受剪的计算流程340

7、1201205050340普通螺栓群偏心力受剪F作用下：FeTxyN1TN1TxN1Tyr11F1N1FT作用下：2个假定①连接件为绝对刚体，螺栓为弹性体②T作用下螺栓所受剪力与距形心的距离成正比TxyN1TN1TxN1Tyr11TxyN1TN1TxN1Tyr11螺栓1的强度验算公式为:当螺栓布置比较狭长(如y1≥3x1)时,可令:xi=0，则N1Ty=050501001001、破坏形式：单普通螺栓抗拉连接栓杆被拉断2、单个普通螺栓的抗拉承载力设计值式中：