鋼結(jié)構(gòu)的螺栓連接

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1、鋼結(jié)構(gòu)的螺栓連接螺栓連接分普通螺栓連接和高強(qiáng)度螺栓連接兩大類。（1）普通螺栓連接普通螺栓分為A、B、C三級。A級與B級為精制螺栓，C級為粗制螺栓。A、B級精制螺栓表面光滑，尺寸準(zhǔn)確，對成孔質(zhì)量要求高，制作和安裝復(fù)雜，價格較高，已很少在鋼結(jié)構(gòu)中采用。A、B級精制螺栓的區(qū)別僅是螺栓桿長度不同。C級螺栓一般可用于沿螺栓桿軸受拉的連接中，以及次要結(jié)構(gòu)的抗剪連接或安裝時的臨時固定。（2）高強(qiáng)度螺栓連接高強(qiáng)度螺栓連接有摩擦型連接和承壓型連接兩種類型。摩擦型連接：只依靠被連接板件間強(qiáng)大的摩擦力傳力，以摩擦力被克服作為連接承載力的極限狀態(tài)。為了提高摩擦力，對

2、被連接件的接觸面應(yīng)進(jìn)行處理。承壓型連接：允許接觸面發(fā)生相對滑移，以栓桿被剪壞或被承壓破壞作為連接承載力的極限狀態(tài)。高強(qiáng)度螺栓性能等級包括8.8級和10.9兩種。摩擦型連接的螺栓孔徑比螺栓公稱直徑d大1.5-2.0mm，承壓型連接的螺栓孔徑比螺栓公稱直徑d大1.0-1.5mm。承壓型連接的承載力比摩擦型連接高，可節(jié)約螺栓。但剪切變形大，故不得用于承受動力荷載的結(jié)構(gòu)中。一、螺栓連接排列的構(gòu)造要求圖1鋼板的螺栓（鉚釘）排列根據(jù)受力、構(gòu)造和施工要求，規(guī)范規(guī)定了連接板件上螺栓和鉚釘?shù)淖畲蠛妥钚∪菰S距離，除應(yīng)滿足此最大最小距離外，尚應(yīng)充分考慮擰緊螺栓時的

3、凈空要求。12二、普通螺栓連接的工作性能和計(jì)算1．普通螺栓的抗剪連接（1）抗剪連接的工作性能圖2螺栓抗剪連接的破環(huán)形式螺栓抗剪連接達(dá)到極限承載力時，可能的破壞形式有四種形式：①當(dāng)栓桿直徑較小時，栓桿可能先被剪斷；②當(dāng)栓桿直徑較大時，板件較薄時，板件可能先被擠壞，由于栓桿和板件的擠壓是相對的，故也可把這種破壞叫做螺栓承壓破壞；③板件截面可能因螺栓孔削弱截面太多而被拉斷；④端距太小，端距范圍內(nèi)的板件有可能被栓桿沖剪破壞。第③種破壞形式屬于構(gòu)件的強(qiáng)度計(jì)算；第④種破壞形式由螺栓端距≥2d0來保證。因此，抗剪螺栓連接的計(jì)算只考慮第①、②種破破形式。（2

4、）單個普通螺栓的抗剪承載力普通螺栓連接的抗剪承載力，應(yīng)考慮螺栓桿受剪和孔壁承壓兩種情況。假定螺栓受剪面上的剪應(yīng)力是均勻分布的，則單個抗剪螺栓的抗剪承載力設(shè)計(jì)值為（1）式中——受剪面數(shù)目，單剪＝1，雙剪＝2，四剪=4；d——螺栓桿直徑（螺栓的公稱直徑）；——螺栓抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。假定螺栓承壓應(yīng)力分布于螺栓直徑平面上，而且假定該承壓面上的應(yīng)力為均勻分布，則單個抗剪螺栓的承壓承載力設(shè)計(jì)值式為（2）式中——在同一受力方向的承壓構(gòu)件的較小總厚度；12——螺栓承壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。圖3螺栓承壓的計(jì)算承壓面積一個螺栓抗剪承載力設(shè)計(jì)值取與的較小值。2．普通螺栓群抗剪

5、連接計(jì)算(1)普通螺栓群軸心受剪螺栓群的抗剪連接承受軸心力時，螺栓群在長度方向各螺栓受力不均勻，兩端大中間小。為防止端部螺栓提前破壞，當(dāng)l1＞l5d0時，螺栓的抗剪和承壓承載力設(shè)計(jì)值應(yīng)乘以折減系數(shù)η予以降低：(3)l1>60d0時，η=0.7。圖4連接螺栓的內(nèi)力分布螺栓群的抗剪連接承受軸心力時，可認(rèn)為軸心力N由每個螺栓平均分擔(dān)，螺栓數(shù)n為n=（4）(2)普通螺栓群偏心受剪圖5所示為螺栓群承受偏心剪力的情形，剪力F的作用線至螺栓群中心線的距離為e，故螺栓群同時受到軸心力F和扭矩T＝F·e的共同作用。在軸心力作用下可認(rèn)為每個螺栓平均受力，則12N

6、1F=圖5螺栓群的偏心受剪螺栓群在扭矩T＝Fe作用下，每個螺栓均受剪。連接的計(jì)算基于下列假設(shè)：①被連接板件為絕對剛性時，螺栓為彈性的；②被連接板件繞螺栓群形心旋轉(zhuǎn)，各螺栓所受剪力大小與該螺栓至形心距離ri成正比，其方向與連線該螺栓至形心垂直。設(shè)O為螺栓群栓桿截面的形心，螺栓1距形心O最遠(yuǎn)，其所受剪力N1T最大：==（5）將分解為水平分力和垂直分力===（6）===（7）由此可得螺栓群偏心受剪時，受力最大的螺栓l所受合力為=≤（8）當(dāng)螺栓群布置在一個狹長帶，y1＞3x1時，可取xi=0以簡化計(jì)算，則上式為≤（9）3．普通螺栓的抗拉連接（1）單個

7、普通螺栓的抗拉承載力12抗拉螺栓連接在外力作用下，螺栓連接的破壞形式為栓桿被拉斷。單個抗拉螺栓的承載力設(shè)計(jì)值為：=（9）式中de——螺栓的有效直徑；——螺栓抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。為了考慮撬力的影響，規(guī)范規(guī)定普通螺栓抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值取螺栓鋼材抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的0.8倍（即＝0.8）。（2）普通螺栓群軸心受拉圖6所示螺栓群在軸心力作用下的抗拉連接，通常假定每個螺栓平均受力，則連接所需螺栓數(shù)為：圖6螺栓群承受軸心拉力n=（10）式中——一個螺栓的抗拉承載力設(shè)計(jì)值。（3）普通螺栓群在彎矩作用下受拉圖7普通螺栓群承受彎矩圖7所示為螺栓群在彎矩作用下的抗拉連接（剪

8、力V通過承托板傳遞）。當(dāng)計(jì)算其形心位置作為中和軸時，所求得的端板受壓區(qū)高度c總是很小，中和軸通常在彎矩指向一側(cè)最外排螺栓附近的某個位置。因此，實(shí)際計(jì)算時可近似地取中