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1、钢结构的连接,第三章,(Connections),36 螺栓连接（bolting）的构造,一、螺栓的种类,1.普通螺栓,C级-粗制螺栓，性能等级为4.6或4.8级；4表示fu400N/mm2,0.6或0.8表示fy/fu=0.6或0.8；类孔，孔径(do)-栓杆直径(d)13mm。,A、B级-精制螺栓，性能等级为5.6或8.8级;5或8表示fu500或800N/mm2,0.6或0.8表示fy/fu=0.6或0.8；类孔，孔径(do)-栓杆直径(d)0.30.5mm。,按其加工的精细程度和强度分为:A、B、C三个级别。,2.高强度螺栓,由45号、40B和20MnTiB钢加工而成，并经过热处理,4
2、5号8.8级；40B和20MnTiB10.9级,（a）大六角头螺栓（b）扭剪型螺栓,二、螺栓的排列,1.并列简单、整齐、紧凑所用连接板尺寸小，但构 件截面削弱大；,2.错列排列不紧凑，所用连接板尺寸大，但构件截 面削弱小；,3.螺栓排列的要求,（1）受力要求【垂直受力方向】为了防止螺栓应力集中相互影响、截面削弱过多而降低承载力,螺栓的边距和端距不能太小；【顺力作用方向】为了防止板件被拉断或剪坏，端距 不能太小；【受压构件】为防止连接板件发生鼓曲,中距不能太大。,中心距太大,（2）构造要求 螺栓的边距和中距不宜太大，以免板件间贴合不密，潮气侵入腐蚀钢材。,（3）施工要求,为了便于扳手拧紧螺母，螺
3、栓中距应不小于3do(do为孔径)。根据以上要求，规范给定了螺栓的容许间距。,根据规范规定（P86表）的螺栓最大、最小容许间距，排列螺栓时宜按最小容许间距取用，且宜取5mm的倍数，并按等距离布置，以缩小连接的尺寸。最大容许间距一般只在起连系作用的构造连接中采用。,三、螺栓连接的构造要求,第一，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，但组合构件的缀条除外；第二，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；,第三，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：1、承受静载或间接动载的次要连接；2、承受静载的可拆卸结构连接；3、临时
4、固定构件的安装连接。第四，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；,四、螺栓符号(1)普通螺栓，安装螺栓，高强度螺栓；(2)孔径do=d+1.52，用f表示，如孔径f22；(3)设计说明：螺栓类型，等级，直径，孔径。,孔、螺栓图例,37 普通螺栓连接计算,一、螺栓连接的受力形式,A 只受剪力,B 只受拉力,C 剪力和拉力共同作用,螺栓连接受力1)连接可传递弯矩、剪力和轴力,单个螺栓只能受拉或受剪;2)受剪螺栓作用力与螺杆垂直,受拉螺栓作用力与螺杆平行。,二、普通螺栓抗剪连接,（一）工作性能和破坏形式 1.工作性能 对图示螺栓连接做抗剪试验,即可得到
5、板件上a、b两点相对位移和作用力N的关系曲线,该曲线揭示了抗剪螺栓受力的四个阶段,即：(1)摩擦传力的弹性阶段(01段)直线段连接处于弹性状态；该阶段较短 摩擦力较小。,(2)滑移阶段(12段)克服摩擦力后,板件间突然发生水平滑移,最大滑移量为栓孔和栓杆间的距离,表现在曲线上为水平段。,(3)栓杆传力的弹性阶段(23段)该阶段主要靠栓杆与孔壁的接触传力。栓杆受剪力、拉力、弯矩作用，孔壁受挤压。由于材料的弹性以及栓杆拉力增大所导致的板件间摩擦力的增大，N-关系以曲线状态上升。,(4)弹塑性阶段(34段)达到3后，即使给荷载以很小的增量，连接的剪切变形迅速增大，直到连接破坏。,4点（曲线的最高点）
6、即为普通螺栓抗剪连接的极限承载力Nu。,2.破坏形式,(1)螺栓杆被剪坏（栓杆较细而板件较厚时）(2)孔壁的挤压破坏（栓杆较粗而板件较薄时）(3)板件被拉断（截面削弱过多时）,计算解决,（4）板件端部被剪坏(拉豁)端矩过小时；端矩不应小于2dO,（5）栓杆弯曲破坏 螺栓杆过长；栓杆长度不应大于5d,这两种破坏构造解决,（二）抗剪螺栓的单栓承载力设计值,【因为】由破坏形式可知抗剪螺栓承载力取决于螺栓杆受剪和孔壁承压两种情况.【所以】单栓抗剪承载力由以下两式决定:,nv剪切面数目；d螺栓杆直径；fvb、fcb螺栓抗剪和承压强度设计值；t连接接头一侧承压构件总厚度的较小值。,同一方向承压板较小总厚度
7、,假定挤压力沿栓杆直径平面（实际上是相应于栓杆直径平面的孔壁部分）均匀分布.,剪切面数目nv,（三）普通螺栓群抗剪连接计算,1、普通螺栓群轴心力作用下抗剪计算,试验证明,栓群在轴力作用下各个螺栓的内力沿栓群长度方向不均匀，两端大,中间小。,当l115d0(d0为孔径)时，连接进入弹塑性工作状态后，内力重新分布，各个螺栓内力趋于相同，故设计时假定N有各螺栓均担。,所以，连接所需螺栓数为：,当l115d0(d0为孔径)时，连接进入弹塑性工作状态后，即使内力重新分布,各个螺栓内力也难以均匀，端部螺栓首先破坏,然后依次破坏。由试验可得连接的抗剪强度折减系数与l1/d0的关系曲线。,故，连接所需栓数：,
8、普通螺栓群轴心力作用下，为了防止板件被拉断尚应进行板件的净截面验算。,拼接板的危险截面为2-2截面:,A、螺栓采用并列排列时:,主板的危险截面为1-1截面:,B、螺栓采用错列排列时:,主板的危险截面为1-1和1-1截面:,拼接板的危险截面为2-2和2-2截面:,例题：设计螺栓盖板拼接，设计拉力N=350kN，钢材Q345B(或16Mn)，拼接板宽b=360mm，厚t1=8mm，采用M20C级螺栓，孔径f22。,解：螺栓抗剪强度,板件承压强度,(1)双盖板的厚度t2拼接板的厚度t1/28/2=4mm,板件抗拉强度,取t2=6mm,双剪,(2)单个螺栓抗剪承载力,(3)孔壁承压,(4)所需螺栓数n
9、=350/61.6=5.3个,(6)连接长度验算l1=15do=1522=330mm 100601060100330mm,(7)拼接净截面积An=(360-322)8=2352mm2,净截面拉应力sn=350000/2352=149N/mm2f,（毛截面拉应力s=350000/(3608)=121N/mm2）,(5)6个螺栓3排布置，中间距100（90）mm，端距60mm，边距80mm。,例题:两钢板截面为18mm400mm，两面用盖板连接，钢材Q235，承受轴心力设计值N=1181kN,采用M22普通C级螺栓连接，=23.5mm,按下图连接。试验算节点是否安全。（130N/mm2,=305N
10、/mm2,f=215N/mm2）。,解：螺栓强度计算：单个螺栓抗剪承载力设计值：NVb=nv=2=98.8kN单个螺栓承压承载力设计值：NCb=2218305=120.8kN故取Nminb=98.8kN每侧12个螺栓承载力为1298.81185.6kN1181kN被连接板强度计算：f=215结论：该节点安全。,2、普通螺栓群偏心力作用下抗剪计算,F作用下每个螺栓受力：,T作用下连接按弹性设计，其假定为：（1）连接板件绝对刚性，螺栓为弹性；（2）T作用下连接板件绕栓群形心转动，各螺栓剪力与其至形心距离呈线形关系，方向与ri垂直。,显然，T作用下1号螺栓所受剪力最大（r1最大）。,由假定(2)得,
11、由式3-39得:,由力的平衡条件得：,将式3-40代入式3-38得:,将N1T沿坐标轴分解得:,由此可得螺栓1的强度验算公式为:,另外,当螺栓布置比较狭长(如y13x1)时,可进行如下简化计算：令:xi=0，则N1Ty=0,（一）普通螺栓抗拉连接的工作性能,三、普通螺栓的抗拉连接,抗拉螺栓连接在外力作用下，连接板件接触面有脱开趋势，螺栓杆受杆轴方向拉力作用，以栓杆被拉断为其破坏形式。,（二）单个普通螺栓的抗拉承载力设计值,式中：Ae-螺栓的有效截面面积；de-螺栓的有效直径；ftb-螺栓的抗拉强度设计值。,【公式的两点说明】,（1）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
12、效直径de而不是净直径dn，现行国家标准取：,(2）螺栓垂直连接件的刚度对螺栓抗拉承载力的影响,A、螺栓受拉时，一般是通过与螺杆垂直的板件传递，即螺杆并非轴心受拉，当连接板件发生变形时，螺栓有被撬开的趋势（杠杆作用），使螺杆中的拉力增加（撬力Q）并产生弯曲现象。连接件刚度越小撬力越大。,【试验证明】影响撬力的因素较多，其大小难以确定，规范采取简化计算的方法，取ftb=0.8f（f螺栓钢材的抗拉强度设计值）来考虑其影响。,B、在构造上可以通过加强连接件的刚度的方法，来减小杠杆作用引起的撬力，如设加劲肋，可以减小甚至消除撬力的影响。,(三）普通螺栓群的轴拉设计,一般假定每个螺栓均匀受力，因此，连接
13、所需的螺栓数为：,(四）普通螺栓群在弯炬作用下,M作用下螺栓连接按弹性设计，其假定为：（1）连接板件绝对刚性，螺栓为弹性；（2）螺栓群的中和轴位于最下排螺栓的形心处，各 螺栓所受拉力与其至中和轴的距离呈正比。,显然1号螺栓在M作用下所受拉力最大,由力学及假定可得：,由式3-52得:,将式3-54代入式3-53得:,因此，设计时只要满足下式，即可：,(五）普通螺栓群在偏心拉力作用下,偏心力作用下普通螺栓连接，可采用偏于安全的设计方法，即叠加法。,四、普通螺栓拉、剪联合作用,因此：,2、由试验可知，兼受剪力和拉力 的螺杆，其承载力无量纲关系 曲线近似为一“四分之一圆”。,1、普通螺栓在拉力和剪力的
14、共同 作用下，可能出现两种破坏形 式：螺杆受剪兼受拉破坏、孔 壁的承压破坏；,3、计算时，假定剪力由螺栓群均 匀承担，拉力由受力情况确定。,规范规定普通螺栓拉、剪联合作用为了防止螺杆受剪兼受拉破坏，应满足：,为了防止孔壁的承压破坏，应满足：,另外，拉力和剪力共同作用下的普通螺栓连接，当有承托承担全部剪力时，螺栓群按受拉连接计算。,承托与柱翼缘的连接角焊缝按下式计算：,式中：考虑剪力对角焊缝偏心 影响的增大系数，一般取=1.251.35；其余符号同前。,例题：验算牛腿螺栓连接,设计剪力V=200kN,偏心e=150mm,连接板厚t=20mm,Q235B钢材,采用10个M20C级螺栓,孔径f22，
15、分别计算有承托和无承托两种情况。,解：螺栓抗剪强度:,板件承压强度:,螺栓抗拉强度:,(1)有承托板，螺栓群受弯矩:M=Ve=2000.15=30kN.m,单个螺栓抗拉承载力:,螺栓最大拉力:,(2)无承托板，螺栓受拉受剪,单个螺栓抗剪承载力:,螺栓平均剪力:,螺栓最大拉力:,螺栓计算:,孔壁承压计算:,例题：验算如图所示端板和柱翼缘间普通螺栓的连接强度。普通螺栓4.6级，M22，孔径23.5mm。,2）算危险螺栓拉力设每排螺栓有两列，m=2一共6排螺栓，螺栓总数12，n=12,解：1）算荷载N=245kN，e=13cm，M=Ne=24513=3185kN-cm,计算模型可为（a图）或（b图）
16、。a图弯曲转动中心在螺栓群的形心处称小偏心；b图弯曲转动中心在端板上1号螺栓处，称大偏心。,假定转动中心在螺栓群的形心处，则 y1=20cm,yi2=2202+2122+242=1120cm。,N1M=My1/(m yi2)=318520/（21120）=28.44kN,N引起的1点拉应力：N1N=N/n=245/12=20.42kN,最外排的螺栓拉力：Nmin=20.42-28.440,M引起的1点拉应力：N1M=My1/(m yi2),计算结果连接上部受压，构件应绕顶排螺栓转动，则1点所受的最大拉力为,e=33cm，m=2，y1=40cm,yi2=402+322+242+162+82=35
17、20cm2,4）强度判断 Nmax1 Ntb（45.9kN51.51kN)满足强度要求,3）确定螺栓承载力设计值Ntb,Ntb=Aeftb(3.5.11)查附表1.4，ftb=170N/mm2查附表9.2，Ae=303mm2（M22螺栓计算净截面面积）Ntb=30317010-3=51.51kN,例题：验算如图所示普通螺栓连接强度。螺栓M20，孔径21.5mm，材料为Q235。,分析螺栓受力状态 荷载P通过螺栓截面形心O，分解后得剪力V和拉力N，螺栓处于既受拉又受剪的状态。,步骤3 用相关公式验算强度,步骤2 计算螺栓抗拉、抗剪承载力设计值,Nv=20kN Ncb=2020305 10-3=1
18、22kN,满足设计要求,Ntb=Aeftb=244.8210 10-3=51.5kN Nvb=nv(d2/4)fvb=13.14202/419010-3=59.7kN,步骤1 计算螺栓上的力 N=1003/5=60kN V=1004/5=80kN,Nv=V/n=80/4=20kNNt=N/n=60/4=15kN,计算,38 高强度螺栓连接计算,一、高强度螺栓的工作性能及单栓承载力 摩擦型通过板件间摩擦力传递内力，破坏准则为 克服摩擦力；承压型受力特征与普通螺栓类似。1、高强度螺栓预拉力的建立方法为保证通过摩擦力传递剪力，高强度度螺栓的预拉力P的准确控制非常重要。通过拧紧螺帽的方法，螺帽的紧固方
19、法。A、转角法 初拧用普通扳手拧至不动，使板件贴紧密；,受力特征,施工方法,终拧初拧基础上用长扳手或电动扳手再拧过一定 的角度，一般为120o180o完成终拧。,特点：预拉力的建立简单、有效，但要防止欠拧、漏拧 和超拧；B、扭矩法 初拧用力矩扳手拧至终拧力矩的30%50%，使 板件贴紧密；终拧初拧基础上，按100%设计终拧力矩拧紧。特点：简单、易实施，但得到的预拉力误差较大。,施工方法,初拧拧至终拧力矩的60%80%；终拧初拧基础上，以扭断螺栓杆尾部为准。特点：施工简单、技术要求低易实施、质量易保证等高强度螺栓的施工要求：由于高强度螺栓的承载力很大程度上取决于螺栓杆的预拉力，因此施工要求较严格
20、：1）终拧力矩偏差不应大于10%；2）如发现欠、漏和超拧螺栓应更换；3）拧固顺序先主后次，且当天安装，当天终拧完。如工字型梁为：上翼缘下翼缘腹板。,C、扭断螺栓杆尾部法（扭剪型高强度螺栓）,高强度螺栓摩擦型连接和承压型连接比较,2、高强度螺栓预拉力的确定,(根据螺栓杆的有效抗拉强度确定的，并考虑了以下修正系数),考虑材料的不均匀性的折减系数0.9；为防止施工时超张拉导致螺杆破坏的折减系数0.9；考虑拧紧螺帽时，螺栓杆上产生的剪力对抗拉强度的降低除以系数1.2。附加安全系数0.9。因此，预拉力：,Ae螺纹处有效截面积；fu螺栓热处理后的最低抗拉强度；8.8级，取fu=830N/mm2，10.9级
21、，取fu=1040N/mm2,高强螺栓的预拉力P(GB 50017),高强度螺栓的预拉力P(GB 50018),3、高强度螺栓摩擦面抗滑移系数,摩擦型高强度螺栓是通过板件间摩擦力传递内力的，而摩擦力的大小取决于板件间的挤压力（P）和板件间的抗滑移系数；板件间的抗滑移系数与接触面的处理方法和构件钢号有关，其大小随板件间的挤压力的减小而减小；,规范给出了不同钢材在不同接触面的处理方法下的抗滑移系数,如下表,摩擦面抗滑移系数值,试验证明，摩擦面涂红丹防锈漆后，抗滑移系数小于0.15，故摩擦面应严禁涂红丹。另外，连接在潮湿或淋雨条件下拼装，也会降低值，故应采取有效措施保证连接处表面的干燥。,4、高强度
22、螺栓抗剪连接的工作性能和单栓承载力,(1)抗剪连接工作性能 受力过程与普通螺栓相似，分为四个阶段：摩擦传力的弹性阶段、滑移阶段、栓杆传力的弹性阶段、弹塑性阶段。但比较两条N曲线可知，由于高强度螺栓因连接件间存在很大的摩擦力，故其第一个阶段远远大于普通螺栓。,（2）抗剪连接单栓承载力,A、对于高强度螺栓摩擦型连接，其破坏准则为板件发生相对滑移，因此其极限状态为1点而不是4点，所以1点的承载力即为一个高强度螺栓摩擦型连接的抗剪承载力：,式中：0.9抗力分项系数R的倒数(R=1.111);nf传力摩擦面数目;-摩擦面抗滑移系数;P预拉力设计值.,B、对于高强度螺栓承压型抗剪连接，允许接触面发生相对滑
23、移，破坏准则为连接达到其极限状态4点，所以高强度螺栓承压型连接的单栓抗剪承载力计算方法与普通螺栓相同。,抗剪承载力：,承压承载力：,单栓抗剪承载力：,5、高强度螺栓抗拉连接工作性能和单栓承载力,当外拉力为零，即N=0时：P=C(板件间的压力)；当外拉力为Nt时：板件有被拉开趋势,板件间的压力C减小为Cf,栓杆拉力P增加为Pf,由力及变形协调得：,Ab栓杆截面面积；Ap板件挤压面面积；板叠厚度。,当板件即将被拉开时：Cf=0，有Pf=Nt，因此：,一般板件间的挤压面面积比栓杆截面面积大的多，近似取AP/Ab=10，得：,显然栓杆的拉力增加不大。,另外，试验证明，当栓杆的外加拉力大于P时，卸载后螺
24、栓杆的预拉力将减小，即发生松弛现象。但当Nt不大于0.8P时，则无松弛现象，这时Pf=1.07P，可认为螺杆的预拉力不变，且连接板件间有一定的挤压力保持紧密接触，所以现行规范规定：,A、摩擦型高强度螺栓的单栓抗拉承载力为：,上式未考虑橇力的影响,当考虑橇力影响时,螺栓杆的拉力Pf与Nt的关系曲线如图：,Nt0.5P时，橇力Q=0；Nt0.5P后，橇力Q出现，增加速度先慢后快。橇力Q的存在导致连接的极限承载力由Nu降至Nu。,所以，如设计时不考虑橇力的影响,应使Nt0.5P或增加连接板件的刚度（如设加劲肋）。,B、承压型高强度螺栓的单栓抗拉承载力，因其破坏准则为螺栓杆被拉断，故计算方法与普通螺栓
25、相同，即：,式中：Ae-螺栓杆的有效截面面积；de-螺栓杆的有效直径；ftb高强度螺栓的抗拉强度设计值。上式的计算结果与0.8P相差不多。,6、高强度螺栓连接在拉力和剪力 共同作用下的工作性能和单栓承载力,（1）高强度螺栓摩擦型连接 尽管当NtP时，栓杆的预拉力变化不大，但由于随Nt的增大而减小，且随Nt的增大板件间的挤压力减小，故连接的抗剪能力下降。规范规定在V和N共同作用下应满足下式：,或,即,（2）高强度螺栓承压型连接,对于高强度螺栓承压型连接在剪力和拉力共同作用下计算方法与普通螺栓相同。,为了防止孔壁的承压破坏，应满足：,系数1.2是考虑由于外拉力的存在导致高强度螺栓的承压承载力降低的
26、修正系数。,二、高强度螺栓群的抗剪计算,1、轴心力作用 假定各螺栓受力均匀，故所需螺栓数：,对于摩擦型连接：,对于承压型连接：,高强度螺栓群轴心力作用下,为了防止板件被拉断尚应进行板件的净截面验算.,A、高强度螺栓摩擦型连接,主板的危险截面为1-1截面。考虑孔前传力50%得：1-1截面的内力为：,拼接板的危险截面为2-2截面。,考虑孔前传力50%得：,2-2截面的内力为：,B、高强度螺栓承压型连接的净截面验算与普通螺栓的净截面验算完全相同。,2、扭矩或扭矩、剪力共同作用下,计算方法与普通螺栓相同，即：,剪力F作用下每个螺栓受力：,扭矩T作用下：,由此可得螺栓1的强度验算公式为:,三、高强度螺栓
27、群的抗拉计算,1、轴心力作用 假定各螺栓均匀受力，故所需螺栓数：,2、弯矩作用下,由于高强度螺栓的抗拉承载力一般总小于其预拉力P，故在弯矩作用下，连接板件接触面始终处于紧密接触状态，弹性性能较好，可认为是一个整体,所以假定连接的中和轴与螺栓群形心轴重合，最外侧螺栓受力最大。,由力学可得：,因此，设计时只要满足下式即可：,3、偏心拉力作用下,偏心力作用下的高强度螺栓连接，螺栓最大拉力不应大于0.8P，以保证板件紧密贴合，端板不会被拉开，所以摩擦型和承压型均可采用以下方法（叠加法）计算:,四、高强度螺栓群在拉力和剪力共同作用下的连接计算,单个螺栓所受的剪力：,单个螺栓所受的拉力：,所以：,、对于高
28、强度螺栓摩擦型连接应满足：,、对于高强度螺栓承压型连接应满足：,五、高强度螺栓群在拉力、弯矩和剪力共同作用下的连接计算,1、采用高强度螺栓摩擦型连接时 1号螺栓在N、M作用下所受拉力如前所述应满足：,单个螺栓所受的剪力：,对于高强度螺栓摩擦型连接，在拉力和剪力共同作用下，单栓抗剪承载力如前所述为：,上式中:,2、采用高强度螺栓承压型连接时,单个螺栓所受的剪力：,单个螺栓所受的最大拉力：,例题:图示摩擦型高强螺栓连接，Q235B钢材，M20，10.9级，喷砂生赤锈，验算连接强度。已知：M=106kN.m；N=384kN；V=450kN。解：1、查取有关参数 预拉力：P=155kN;摩擦系数：=0
29、.45 2、确定控制点 受力分析控制点为最上排螺栓。,3、最上排螺栓分项受力 轴力N：各螺栓均匀受拉 弯矩M作用：最上排受最大拉力 其中总拉力：剪力V：各螺栓均匀受剪,4、承载力验算5、结论：连接承载力满足要求,3.9 混合连接,自学内容,小结：主要连接方法及优缺点,例题：验算梁端梁柱连接,设计弯距M=40kN.m，剪力V=160kN，Q235B钢材，采用8个M20、8.8级螺栓，摩擦型连接，连接板钢刷除锈。,解：螺栓预力P=110kN,抗滑移系数m=0.35,0.8P=88kN,弯矩产生螺栓拉力(最外排螺栓),螺栓平均剪力Nv=160/8=20kN,计算最外排螺栓抗剪,计算全部螺栓抗剪,例题
30、：设计下图所示轴心受拉钢板的高强螺栓连接。钢板的钢材为Q235，高强螺栓10.9级，摩擦型,M20,孔径d0=22mm。连接处截面用喷砂处理。,M20、10.9级定孔径22符合规范要求（+1.52.0mm)由钢种、喷砂处理定。,验算内容 作为设计，需要验算所需高强螺栓数目（强度）、连接板件强度和拼接板强度。但因规范规定：拼接板面积应与被连接板件的截面面积相同，所以不再验算拼接板。,题目给出了螺栓数目、直径、排列，未给荷载N的数值。意味着，需验算连接件能承受的最大荷载和在此荷载下螺栓强度（数目）是否满足规范要求。,分析,1、连接验算 1）净截面承载力计算:,将 n=28，n1=4，An=(450
31、-422)20=7240mm2，f=215N/mm2,代入上式得 N=1676.3kN,解,查表得预拉力：P=155kN。（10.9,M20）查表得抗滑移系数：=0.45。（3号钢，喷砂）单面摩擦：nf=1。,单个高强螺栓抗剪承载力设计值:Nvb=0.9nfP 但在螺栓群中可能出现螺栓剪力分布不均情况。因此引入非均匀分布系数:Nvb=0.9nfP,按净截面承载力N=1676.kN计算所需螺栓数目。,（2）螺栓数计算,2）毛截面承载力计算 N=Af=4502021510-2=1935kN,原用47=28个正好。,所需高强螺栓数目:,计算螺栓抗剪强度设计值:Nvb=0.9550.910.45155
32、=60kN,计算:,先计算顺力向连接长度l1，判断是否大于15d0。l1=806=48015d0=1522=330mm,应根据顺力方向螺栓连接长度l1确定。,例题:设计图示梁腹板拼接接头的高强螺栓连接。腹板接头所受弯矩M=600kN.m,剪力V=230kN。腹板钢材为Q235,高强螺栓10.9级,摩擦型，M20，孔径22。连接的接触面处理：喷砂后生赤锈。,孔径比公称直径大1.52.0mm。腹板厚14 mm，用两块截面为138010mm拼接钢板（上下各留了20mm）。由于拼接板总厚度大于被连接腹板厚度。拼接板本身可不验算。螺栓受剪。M对梁而言是弯矩，对螺栓群是扭矩。,解,螺栓强度验算,最危险螺栓
33、判定上下“1”号螺栓。,l1螺栓沿受力向的连接长度，受力方向基本上是水平的。l1=80mm15d0=1522=330mm取=1.0查表：=0.45 P=155kN，双面摩擦：nf=2 Nvb=1.00.920.45155=125.6kN,单个摩擦型高强螺栓抗剪承载力,NVb=0.9nfP,剪力V产生的螺栓剪力一个螺栓承受的剪力,1号螺栓承载力验算,弯矩M产生的螺栓剪力,因为y13x1,满足设计要求。,设计下图所示轴心受拉钢板的承压型高强螺栓连接。钢板的钢材为Q235，高强螺栓10.9级，M20,孔径d0=21.5mm。连接处截面用喷砂处理。剪切面在螺纹处。,思考题,连接是组成钢结构的重要部分，
34、是本课程的基本知识和基本技能。通过本章的学习，要了解钢结构采用的焊接连接和螺栓连接两种常用的连接方法及其特点；深刻理解对接焊缝及角焊缝的工作性能；熟练掌握各种内力作用下，连接的构造、传力过程和计算方法；了解焊缝缺陷对其承载力的影响及质量检验方法；理解焊接应力和焊接变形的种类、产生原因、影响以及减小和消除的方法；深刻理解普通螺栓和高强螺栓的工作性能和破坏形式，熟练掌握螺栓连接在传递各种内力时连接的构造、传力过程和计算方法，理解螺栓排列方式和构造要求。,（本章完）,思考题,（一)填空题,1在普通螺接连接计算中，受剪螺栓考虑的两种破坏形式为：(1)当()时，相应的单个螺栓抗剪承载力计算公式为()；(
35、2)当()时，相应的单个螺栓承载力计算公式为()。因此、单个螺栓的承载力取()。,2摩擦型高强螺栓受剪连接对应的破坏形式为()；承压型高强螺栓受剪连接对应的破坏形式为()。3对于普通螺栓连接当()时，可防止端部钢板剪坏，当()时，可防止栓扦受弯破坏。,1摩擦型与承压型高强螺栓的主要区别是()。施加预拉力的大小和方法不同 所采用的材料不同 破坏时的极限状态不同 板件接触面的处理方式不同,（二)选择题,2螺栓连接采用限制端距是为防止()。钢板校冲剪破坏 螺栓杆被剪坏 踞栓杆被压坏 螺桂产生过大的弯曲变形,3摩擦型高强螺栓连接的轴心拉杆的验算净截面强度公式为=N/Anfy,其中的N与杆件所受拉力N相比()。NN NN NN 视具体情况而定4摩擦型高强螺栓抗剪时依靠()承载。螺栓的预拉力 孔壁承压 螺拴杆的抗剪 板件间的摩阻力,（三）计算题,解答：,
