钢结构螺栓连接实例(2011)学习资料

1、钢结构螺栓连接实例(2011) 螺栓作为钢结构主要连接紧固件，通常用于钢结构中构件间的 连接、固定、定位等.螺栓的种类：普通螺栓和高强度螺栓两种。 精制螺栓（A级和B级），5.6s和8.8s I 类孔， 0.180.25mm,传递剪力和 拉力性能好，但价格高。普通螺栓 粗制螺栓(C级），4.6s和4.8s II 类孔, 1.53.0mm,传递剪力性能 差，传递拉力性能较好。 。 4.6s4表示螺栓抗拉强度为400MPa，.6表示屈服强度与抗拉强度之比 高强螺栓强度较高。8.8S和10.9S。1.52.0mm(摩擦型） 1.01.5mm承压型） 常用螺栓直径：16，18，20，22，24 mm

2、螺栓连接的种类: 普通螺栓连接,高强螺栓连接 6-1、普通螺栓连接的构造和计算 Configuration &. Design of Ordinary BoltedConnection 普通螺栓连接：1、抗剪螺栓连接 螺栓杆承受剪切、挤压作用（作用力垂直螺栓杆）2、抗拉螺栓连接 螺栓杆承受拉力作用（作用力平行螺栓杆）3、承受剪拉的螺栓连接 螺栓杆承受剪切、挤压和拉力作用螺栓的排列和构造要求 排列方式并列和错列 总的要求排列应满足强度要求、构造要求和施工要求。 规范规定了螺栓排列的最小和最大容许间距。 端距、边距、中距要求见规范端距、边距、中距要求见规范 限制最小容许距离的目的： 减小板

3、件的应力集中；防止钢板端部剪断；防止钢板面积削弱过多；为方便施工需要。 限制最大容许距离的目的： 防止构件凸曲现象；防止连接件的接触面不够紧密，易腐蚀。普通螺栓连接的工作性能（1） 抗剪螺栓连接的受力和破坏 受力特征： 外力较小时，摩擦力传递外力； 外力超过最大摩擦力后，构件开始滑移，螺杆接触构件的孔壁，螺杆受剪、弯和轴向力作用，而孔壁受挤压。 试验证明 弹性阶段，两端螺栓受力大，中间螺栓受力小。塑性阶段，螺栓受力趋于相等直到破坏。受剪螺栓连接的破坏形式 (1)螺杆剪断；(2)孔壁压坏；(3)钢板端部剪断；(4)钢板拉断螺栓连接的计算仅考虑(1)和(2)(4)三种破坏形式。一个抗剪螺栓的承载力

4、1)抗剪承载力设计值（图（图a a） 按螺栓抗剪 2）承压承载力设计值（图（图b） 按孔壁承压 bvvbvfdnN42bcbcf tdN单个抗剪螺栓的承载力,minminbcbvbNNN（2） 拉力螺栓连接的受力和破坏 受力特点： 外力使被连接构件的接触面有脱开的趋势，而使螺栓杆受拉。 破坏形式：螺栓杆拉断。 一个受拉螺栓的承载力设计值一个受拉螺栓的承载力设计值btebtfdN42*有效直径问题（查表解决）*附加力问题（0.8f和构造措施解决）（3）受剪拉螺栓连接的受力和破坏 受力特点： 螺栓群承受剪力和拉力的联合作用。 破坏形式： 、螺栓杆受剪兼受拉破坏 、孔壁承压破坏1)()(22bttb

5、VVNNNNbcVNN 普通螺栓群受剪连接的计算(1)螺栓群轴心受剪 (a)两钢板拼接板受力示意图 当受力方向连接长度 时，认为轴心力由各螺栓平均分担。 螺栓数确定: 当受力方向连接长度 时，内力不易均匀。考虑修正承载力 螺栓数: , 0115dl bNNnmin0115dl bNNnmin7 . 01501 . 101dl 在搭接或单面拼接板的接头中，考虑偏心传力使螺栓产生附加弯矩，螺栓数量按计算值增加10%。单角钢单面拼接时，螺栓数量按计算值增加15%。 取整数进行排列。然后验算构件的净截面强度。fANn并列构件的净截面强度验算：被连接件：危险截面1-1 ， ，受力为盖板：危险截面3-3，

6、 ，受力为错列构件的净截面强度验算：可能破坏的截面1-1，2-2（折线截面）被连接件：截面1-1， ，受力为截面2-2， ，受力为盖板：截面3-3，4-4（折线截面）净截面面积计算方法同上。 tdnAAn01N)(21031tdnAAnNtdnAAn01N) 1(2(02222124dneenetAnN(b)两角钢板拼接将角钢截面展开, 计算方法同两钢板连接。 计算步骤： 计算单个螺栓的承载力确定螺栓数量螺栓排列净截面强度验算 (2)螺栓群在扭矩作用下的计算假定：（a）被连接构件绝对刚性，螺栓弹性；（b）各螺栓受力方向垂直该点与形心的连线， 且剪力的大小与连线距离的大小成正比。 最大剪力：当螺

7、栓群狭长时， 时，可忽略则验算： 2211iiTyxTrN113xy ix211iTyTyNbTNNmin1 (3)螺栓群在扭矩、剪力和轴力共同作用下的计算离螺栓群形心最远螺栓：扭矩T作用下， , 2211iiTxyxTyN2211iiTyyxTxN剪力V作用下，轴力N作用下，验算：nVNVy1nNNNx1bVyTyNxTxNNNNNmin211211)()( 普通螺栓群受拉连接的计算（1）螺栓群轴心受力 假定螺栓平均受力 螺拴数确定： btNNn （2）螺栓群受弯矩作用 计算原理: 精确计算中和轴困难，近似假定在弯矩指向一側的最下一排螺栓轴线上，并忽略压力提供的矩。 螺栓拉力： 验算： 2i

8、iiyMyNbtiNyMyN2maxmax（3）螺栓群受弯矩和轴力作用(图a) 偏心受拉 弯矩引起三角形应力分布，上部螺栓受拉，下部受压。轴力由各螺栓平均分配。 螺栓的最大和最小受力 ，btiNyNeynNN21max/21min/iyNeynNN当 时，弯矩较小， ，所有螺栓受拉(图b)当 时，弯矩较大， ，连接下部受压 (图c)。 近似假定在最下一排螺栓轴线上，并忽略压力提供的矩。（类似纯弯情况） )/(12nyyei0/21miniyNeynNN)/(12nyyei0/21miniyNeynNNbtiNyyeNN21max/ 普通螺栓群受剪力和拉力联合作用 （1）有支托承受剪力，仅拉力由

9、螺栓群承受。 按受拉螺栓连接计算。支托用角焊缝连接。 ， wfwefflhV35. 125. 1 （2）无支托承受剪力，螺栓承受剪力和拉力。 验算公式： 且1)()(22bttbVVNNNNbcVNN6-2、高强螺栓连接的性能和计算1、高强螺栓连接的预拉力 通过拧紧螺帽，使螺杆受到拉伸作用，产生预拉力，而被连接板件间产生挤压力。 预拉力控制方法：扭矩法、扭剪法、转角法。 2、高强螺栓连接分类：（1）摩擦型高强螺栓连接（2）承压型高强螺栓连接 用于受剪、受拉以及剪拉联合作用。2 . 1/9 . 09 . 09 . 0uefAP3、高强螺栓连接的性能 （一）、摩擦型高强螺栓连接的工作性能（1）摩擦

10、型连接高强螺栓受剪 只依靠被连接件之间的摩擦阻力传递剪力，并以剪力等于摩擦力为承载力的极限状态。 单个抗剪螺栓承载力设计值 净截面强度验算:PnNfbV9 . 0fANnnn)5 . 01 (1（2）摩擦型连接高强螺栓受拉 板件间保留一定的压紧力，整个板面始终处于紧密接触状态。规范规定： 单个抗拉螺栓承载力设计值（3）摩擦型连接高强螺栓受剪拉 或PNbt8 . 0PNNPnNNttfbvv8 . 0)25. 1(9 . 01bttbvvNNNN（二）、承压型高强螺栓连接的工作性能 类似普通螺栓连接受力特性。（1）承压型连接高强螺栓受剪 单个抗剪螺栓承载力设计值bvvbvfdnN42bcbcf

11、tdN,minminbcbvbNNNbvevbvfdnN42（2）承压型连接高强螺栓受拉单个抗拉螺栓承载力设计值 (在杆轴方向受拉时)（3）承压型连接高强螺栓受剪拉 有支托承受剪力，仅拉力由螺栓群承受。 无支托承受剪力，螺栓承受剪力和拉力。 且btebtfdN421)()(22bttbVVNNNN2 . 1/bcVNN高强螺栓群受剪连接的计算(1)螺栓群轴心受剪 螺栓数确定: 净截面强度验算: 摩擦型 承压型bNNnminfANnnn)5 . 01 (1fANn(2)螺栓群偏心受剪bVyTyNxTxNNNNNmin211211)()(高强螺栓群受拉连接的计算(1)螺栓群轴心受拉 摩擦型 承压型btNNn 螺拴数确定：btebtfdN42PNbt8 . 0(2)螺栓群受弯矩作用 被连接构件保持紧密贴合,认为中性轴在螺栓群的形心上0 fyfyfyyffyfyfyfyfybtiNyMyN2maxmax(3)螺栓群偏心受拉btiN