钢结构基本原理第8章连接（螺栓部分）－童乐为

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1、第8章钢结构的连接主要内容连接方式和特点对接焊缝的构造和计算角焊缝的构造和计算普通螺栓的构造和计算高强度螺栓的构造和计算普通螺栓连接构造孔径d与0强度受力分类钢材栓径d加工安装应用等级特点之差(mm)C级普通相对粗糙承拉4.6抗剪差粗制碳素钢1.0~1.5尺寸不准方便应用多4.8抗拉好螺栓Q235成本低临时固定A级优质精度高抗剪目前B级碳素钢5.6精度0.3~0.5尺寸准确抗拉应用精制45号钢8.8要求高成本高均好减少螺栓35号钢A级B级区别：仅尺寸不同，A级d≤24，L≤150mm；B级d＞24，L＞150mmI类孔：孔壁粗糙度小

2、，孔径偏差允许+0.25mm，对应A、B级螺栓II类孔：孔壁粗糙度大，孔径偏差允许+1mm，对应C级螺栓普通螺栓连接构造（续一）并列螺栓错列螺栓螺栓容许间距钢板上螺栓排列角钢上螺栓排列普通螺栓连接构造（续二）受力要求——螺距过小：钢板剪坏。螺距过大：受压时钢板张开。螺栓间距布置构造要求——螺距过大：连接不紧密，潮气侵入腐蚀。要求施工要求——螺距过小：施工时转动扳手困难。普通螺栓连接构造（续三）螺栓最大和最小容许间距普通螺栓的承载力剪力螺栓——受力垂直螺杆，承剪、承压。依据连接件有错动趋势受力方式拉力螺栓——受力平行螺杆，承拉。连接件有脱开趋势

3、。剪拉力力螺螺栓栓剪力螺栓的5种破坏形式（1）螺栓剪断（板较厚，螺栓较细）（3）钢板拉断（板开孔，截面削弱）（2）钢板孔壁挤压破坏端距≥2d。（板较薄，螺栓较粗）防止螺栓破坏措施(1)(2)(3)通过计算解决螺杆长度≤5d（4）钢板剪坏(4)(5)通过构造解决（螺栓端距过小）（5）螺栓弯曲破坏（板过厚，螺栓细长）剪力螺栓的承载力计算NvNv单剪面nv=1双剪面nv=2四剪面nv=4一个螺栓的抗剪承载力一个螺栓的承压承载力bπ2b公式条件：各剪Nb=d⋅(t)⋅fbNv=nv⋅⋅d⋅fv面上剪力相同c∑c4同一受力方向的承压螺栓承压剪面数螺杆直

4、径螺栓抗剪设计强度构件的较小总厚度设计强度一个剪力螺栓的设计承载力验算bbbbN≤NN=min{N,N}一个螺栓所受剪力vminminvc剪力螺栓群不均匀受力l1弹性阶段受力状态当l≥15d。采用1承载力折减系数考虑塑性阶段受力状态螺栓群受力不均拉力螺栓撬力的概念撬力加劲肋NN螺栓拉力：P=N/2+V刚度越小，V越大f产生撬力的原因——角钢抗弯刚度不足，水平肢有较大变形对螺栓受力影响——使螺栓拉力增大减小撬力的措施——增强角钢抗弯刚度，加大厚度或增设加劲肋拉力螺栓的承载力计算一个螺栓的抗拉承载力bπ2bN=⋅d⋅ftet4螺栓抗拉设计强度螺栓

5、有效直径bf=0.8ft考虑撬力的影响抗拉验算b一个螺栓所受的拉力N≤Ntt同时剪、拉的螺栓承载力计算一个螺栓受的拉力Nv2Nt2()+()≤1bbNN同时vt承拉满足承剪设计设计b强度N≤N强度vc一个螺栓承压设受的剪力计强度普通螺栓群连接强度计算（1）螺栓抗剪计算螺栓群受轴力NNb{bb}N=≤N=minN,Nvminvcn求n时，取整数b（2）钢板强度计算I截面AN钢材抗拉或螺栓并列布置nIσ=≤f抗压设计强度AII截面An螺栓错列布置nII钢板净截面积螺栓并列布置A=(b-nd)tnI0螺栓错列布置A=min{A,A}nnInII螺栓

6、总数na[22]A=2e+(n−1)a+e−nIId0⋅tnII1II普通螺栓群连接强度计算（续一）受扭矩T螺栓受力分析假定（1）板件为刚体，螺栓为弹性体（2）各螺栓绕螺栓群形心旋转（3）产生的剪力与形心距离正比力矩平衡：(a)各螺栓剪力与r正比：各剪力都用N表示：(b)1(b)代入(a)得：b验算剪力最大的螺栓：≤Nmin普通螺栓群连接强度计算（续二）受剪力V、轴力N、扭矩T611728394105剪力V扭矩T轴力N螺栓所受的最大合剪力普通螺栓连接强度计算（续三）受弯矩M2列m＝25排1234螺栓群绕最低排5螺栓轴线旋转螺栓的My1bN=N

7、=验算N≤N最大拉力max1m∑y2maxti螺栓列数普通螺栓连接强度计算（续四）受弯矩M和拉力N作用65形心线最低4假定：螺栓群绕形心线转动排螺32栓线NMy11N=−t,min2nm∑yiNMyN=+6螺栓群绕形心线螺栓群绕最低排螺t,max2nm∑yi旋转时内力分布栓旋转时内力分布b（1）当Nt,min≥0，螺栓都受拉，原假定正确，验算：要求Nt,max≤Nt（2）当N<0，最低排螺栓受压，则螺栓群绕最低排转动t,min重新计算螺栓的最大拉力()'M+NeyN=6N≤Nbt,max'2验算t,maxtm∑yi普通螺栓连接强度计算（续五）

8、受弯矩M、拉力N、剪力V作用(1)采用支托承剪(2)采用A、B级C级螺栓承拉弯螺栓承受拉弯剪剪力V→N=V/n剪力V→支托焊缝承受v弯矩M、轴力N→N计算方法同前进