钢结构的紧固件连接1

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1、5.1概述5.2螺栓的排列5.3普通螺栓连接的工作性能5.4普通螺栓连接的计算5.5高强度螺栓摩擦型连接计算第5章钢结构的紧固件连接5.1概述紧固件连接螺栓：普通螺栓：精制螺栓(A、B级)粗制螺栓(C级)高强度螺栓：承压型、摩擦型铆钉：钉连接：(射钉、自攻螺钉、焊钉)工厂构件焊接、工地节点螺栓连接钢结构发展方向优点施工简单，装拆方便，对安装工的要求高摩擦型高强度螺栓连接动力性能好耐疲劳，易阻止裂纹扩展缺点费料、开孔截面削弱螺栓孔加工精度要求高螺栓连接的特点优点塑性、韧性好，动力性能好缺点费料、加热铆合过程极其

2、费工目前承重钢结构连接中已很少应用铆钉连接的特点栓钉将钢板与混凝土板连接起来栓钉承受剪力栓（焊）钉连接的特点射钉枪用于薄壁构件（压型钢板屋面板、墙板与梁、柱）的连接可采用射枪、铆枪等专用工具安装射钉、自攻螺钉的特点连接方法优点缺点焊接对焊件几何形体适应性强，构造简单，省材省工，工效高，连接连续性强,可达到气密和水密要求，节点刚度大对材质要求高，焊接程序严格，质量检验工作量大,要求高;存在有焊接缺陷的可能，产生焊接应力和焊接变形，导致材料脆化，对构件的疲劳强度和稳定性产生影响;一旦开裂则裂缝开展较快,对焊工技术

3、等级要求较高铆接传力可靠，韧性和塑性好，质量易于检查，抗动力性能好费钢、费工，开孔对构件截面有一定削弱普通螺栓连接装拆便利，设备简单粗制螺栓不宜受剪，精制螺栓加工和安装难度较大，开孔对构件截面有一定削弱高强螺栓连接加工方便，可拆换，能承受动力荷载，耐疲劳，塑性、韧性好摩擦面处理及安装工艺略为复杂，造价略高，对构件截面削弱相对较小，质量检验要求高射钉、自攻螺栓安装方便，构件无须预先处理，适用于轻钢、薄板结构不能承受较大集中力基本连接方式对比（1）螺栓的分类普通螺栓A级B级C级4.6级4.8级5.6级8.8级高强

4、度螺栓8.8级10.9级A级B级区别：仅尺寸不同，A级d≤24，L≤150mm；B级d＞24，L＞150mm分类钢材强度等级孔径d0与栓径d之差(mm)加工受力特点安装应用C级粗制螺栓普通碳素钢Q2354.64.81.0~1.5粗糙尺寸不准成本低抗剪差抗拉好方便承拉应用多临时固定A级B级精制螺栓优质碳素钢45号钢35号钢8.80.3~0.5精度高尺寸准确成本高抗剪抗拉均好精度要求高目前应用减少I类孔：孔壁粗糙度小，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

5、级螺栓（2）螺栓孔的类别（3）螺栓连接的种类<1>普通螺栓按受力情况分：抗剪螺栓连接、抗拉螺栓连接、同时承受剪拉的螺栓连接。抗拉螺栓抗剪螺栓剪力螺栓——受力垂直螺杆，螺杆承剪、孔壁承压。连接件有错动趋势拉力螺栓——受力平行螺杆，螺杆承拉。连接件有脱开趋势。依据受力方式剪力螺栓拉力螺栓<2>高强度螺栓分类螺栓强度等级螺栓采用钢材8.8级45号钢，40B钢10.9级20MnTiB钢，35VB钢按材质分类受力特征承载力极限状态安装孔孔径d0（mm)应用特点摩擦型连接外力达到最大摩擦力，有相对滑移的趋势d0＝d＋1.

6、5~2.0剪切变形小，耐疲劳，动载下不易松动承压型连接外力超过最大静摩擦力，螺栓承剪，孔壁承压，发生相对滑移d0＝d＋1.0~1.5承载力比摩擦型大，剪切变形大，一般不用于直接动载情况按受力状况分类螺栓高强度螺栓普通螺栓材料材质好，强度高材质一般，强度低传力方式依靠连接板件摩擦传力螺栓直接传力变形连接变形小，螺栓不易松动连接变形大，螺栓易松动安装需专门扳手施加预拉力一般常用扳手，手感拧紧普通螺栓无预拉力的高强度螺栓有预拉力的高强度螺栓螺栓受力过程比较外力N预拉力P挤压力Q摩擦力F拧紧螺母产生预拉力传力机理剪力

7、N变形δNNNN摩擦型螺栓设计准则承压型螺栓设计准则控制外力不超过摩擦力，无滑移。外力可超过摩擦力，经滑移后由螺杆承剪承压。设计准则（4）铆钉连接分为热铆和冷铆两种铆合方法。热铆将铆钉半成品加热烧红（t≥650℃）后插入被连接板的钉孔中，然后用铆钉枪连续锤击或用压铆机挤压铆成另一端的钉头，从而使连接件被铆钉夹紧形成牢固的连接。铆钉冷却后，产生纵向收缩，依靠钉头能将所连接的板叠压紧。铆钉连接传力可靠，塑性、韧性和整体性好，但构造复杂，用钢量大，施工麻烦（制孔、打铆），打铆时噪音大，劳动条件差，目前已极少采用，几

8、乎被焊接或高强度螺栓连接代替。铆钉连接示意受力要求——螺距过小：钢板剪坏。螺距过大：受压时钢板张开。构造要求——螺距过大：连接不紧密，潮气侵入腐蚀。施工要求——螺距过小：施工时转动扳手困难。螺栓间距布置要求5.2螺栓的排列螺栓最大和最小容许间距5.3普通螺栓连接的工作性能（1）抗剪螺栓连接（1）螺栓剪断（板较厚，螺栓较细）（2）钢板孔壁挤压破坏（板较薄，螺栓较粗）螺栓安装拧紧后，在荷载作用下，被夹紧