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1、螺栓的种类：普通螺栓六角头，Q235钢制造。分为精制螺栓、粗制螺栓。 精制螺栓（A、B级）：加工精度高，栓径与孔径之差为0.50.8mm，I类孔。其抗剪性能好，但成本较高。材料性能等级为5.6S、8.8S。 A级 d24mm， B级 d24mm。 粗制螺栓（C级）：加工精度低，栓径与孔径之差为11.5mm，II类孔。其抗剪性能较差，但成本较低。材料性能等级为4.6S、4.8S。 注：4.6级（4.6S), 4表示螺栓抗拉强度为400MPa，.6表示屈服强度与抗拉强度之比。 高强螺栓中碳钢或合金钢经热处理（淬火并回火）， 强度较高。材料性能等级为8.8S和10.9S。 材质一般为45号钢、 20
2、MnTiB、40B。 分为高强螺栓摩擦型连接和高强螺栓承压型连接,螺栓连接的构造和计算,螺栓孔的类别 I 类孔在装配好的构件上按设计孔径钻成； 在单个构件上分别用钻模按设计孔径钻成； 在单个构件上先钻成或冲成较小孔径，装 配 好后再扩钻至设计孔径。 II类孔在单个的构件上一次冲成或不用钻模钻成 设计孔径。 精制螺栓连接要求 I 类孔，孔径比栓径大0.50.8mm。 粗制螺栓连接可用 II 类孔，孔径比栓径大1.01.5mm。 高强螺栓孔应采用钻成孔，不能为冲成孔。摩擦型高强螺栓孔径比栓径大1.52.0mm。承压型高强螺栓孔比栓径大1.01.5mm。 常用螺栓直径：M16，M18，M20，M22
3、，M24, M27, M30 mm,螺栓排列：1. 最小容许距离 中距 s 3d0 确定原则在垂直于受力方向，保证钢材净截面抗拉强度大于或等于螺栓孔壁钢材的承压强度；在顺受力方向，保证孔间钢材净截面抗剪强度大于或等于螺栓孔壁的承压强度。 端距 s 2d0 确定原则保证端部钢材的抗剪强度大于等于螺栓孔壁钢材的承压强度。 边距 轧制边 s 1.2d0 ；切割边 s 1.5d0 （考虑切割尺寸误差） 确定原则保证净截面抗拉强度大于或等于毛截面的屈服强度。,2. 最大容许距离 中距 受压时 s12d0 或 18t （保证不失稳） 受拉时 s16d0 或 24t （保证钢材间紧密贴合， 防止潮气侵入引起
4、锈蚀） 外排 s8d0 或 12t 端距、边距 s4d0 或 8t 3. 排列方式 并列布置紧凑、整齐、简单，接头尺寸小 错列布置松散，接头尺寸大，但可减少螺栓孔对截面的削弱程度。,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；,螺栓的其它构造要求,直接承受动荷载的普通螺栓连接应采用双螺帽，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： 承受静载或间接动载的次要连接； 承受静载的可拆卸结构连接； 临时固定构件的安装连接。,型钢构件拼接采用高强螺栓连接时，为保证接触面紧密，应采用钢板而不能采用型钢作为拼接件；,3.7 普通螺栓连接
5、的性能和计算,普通螺栓连接,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,抗剪连接与抗拉连接,普通螺栓的受剪连接,1 受剪螺栓的工作性能及破坏形式,四个阶段： 摩擦传力 01 ; 滑移阶段 12 栓杆传力 23 ; 破坏 3以后,剪力螺栓破坏的5种形式,抗剪承载力设计值,nv -受剪面数目, 单剪nv =1.0 , 双剪nv=2.0 , 四剪nv=4.0 。,d -螺栓杆直径 。,N,N,2）单个普通螺栓抗剪连接的承载力,N/2,N,N/2,抗剪螺栓连接, 单个螺栓承载力设计值,承压承载力设计值,t -同一受力方向承压板 较小总厚度。,N/2,N/2,N,螺栓承压,3 普通
6、螺栓群受剪连接计算,（1） 普通螺栓群轴心受剪,所需螺栓数目 假定所有螺栓受力相等 （ ） 沿受力方向螺栓中心间的总距离 l115d0 （孔径）时，螺栓受力不均匀，端部螺栓受力最大，先破坏，然后依次向内逐个破坏（“解纽扣现象”）。规范对此予以折减：当l115d0 时 当l160d0 时 当采用搭接或拼接板的单面连接传递轴心力，考虑偏心影响，应将螺栓数目按计算增加10%。,被螺栓孔削弱的构件净截面强度验算：,并列（图3-53a）,错列（图3-53b）,正截面,齿形截面,为折线长度,例设计两块钢板用普通螺栓的盖板拼接。已知轴心拉力的设计值N=325kN，钢材为Q235A，螺栓直径d=20mm（粗制
7、螺栓）。,受剪承载力设计值,承压承载力设计值,一侧所需螺栓数n:,取8个。,解：,螺栓群在扭矩作用下的抗剪计算基本假定： 被连接构件是绝对刚性的，而螺栓则是弹性的； 各螺栓绕螺栓群形心o旋转，其受力大小与其至螺栓群形心o的距离r成正比，力的方向与其至螺栓群形心的连线相垂直。,（2） 普通螺栓群受扭,平衡条件： 根据螺栓受力大小与其至形心o的距离r成正比条件： 得：,（3）普通螺栓群偏心受剪（同时受剪和受扭）,由扭矩T=Fe引起的剪力：由轴心力F引起的剪力：,（4）普通螺栓群在扭矩、剪力、轴心力作用下的抗剪计算,在扭矩作用下，螺栓1受力：,在剪力V和轴心力N作用下，螺栓均匀受力：,则螺栓1承受的
8、最大剪力N1应满足：,例题3.7,工作性能:, 连接角钢刚度大时, 连接角钢刚度小时,设计时不计算撬力，降低螺栓的强度。,3.7.2 普通螺栓的抗拉连接,受拉螺栓的撬力,T形连接中螺栓受拉,取,(a),(b),2. 单个螺栓的承载力,轴心受拉,螺栓的有效截面面积 因栓杆上的螺纹为斜方向的，所以公式取的是有效直径de而不是净直径dn，现行国家标准取：,3. 普通螺栓群抗拉的计算,轴心受力时，假定各螺栓均匀受拉：,倾斜受力时，通常由承托板分担竖向分力,（1） 轴心受拉,承托板与柱翼缘角焊缝连接,（2） 螺栓群受弯矩,受力特点：螺栓间距很大(中距3d0)，受拉螺栓只是孤立的几个螺栓点，而钢板受压区则
9、是宽度较大的实体矩形面积。中和轴通常在最下排螺栓之下的某个位置(负弯矩情况)。因此, 实际计算时可近似并偏安全地取中和轴位于最下排螺栓O处，即认为连接变形为绕O处水平轴转动，螺栓拉力与O点算起的纵坐标yi成正比。（弯矩方程中，忽略端板受压区的影响）螺栓 i 的拉力最大拉力,（3） 螺栓群偏心受拉,偏心较小，即弯矩较小，全部螺栓受拉。偏心较大，即弯矩较大，在端板底部将出现受压区。,大小偏心判别,偏心较小,偏心较大 中和轴位于最下排螺栓O处,例 设图3.70为一刚接屋架支座节点，竖向力由承托承受。螺栓为C级，只承受偏心拉力。设N=250kN，e=100mm。螺栓布置如图3.70(a)所示。,图3.70,螺栓有效截面的核心距：,即偏心力作用在核心距以内，属小偏心受拉图3.70(c).,解：,需要的有效面积：,采用M20螺栓:,同上题，但取e200mm。,由于e200mm117mm，应按大偏心受拉计算螺栓的最大拉力。假设螺栓直径为M22( Ae=303mm2),并假定中和轴在上面第一排螺栓处，则以下螺栓均为受拉螺栓图3.70(d).,需要的螺栓有效面积：,解,(4) 螺栓群同时受剪力和拉力,每个螺栓的剪力为：,按前面方法计算每个螺栓的拉力,例题3.8,
