鋼結構設計原理-螺栓連接計算

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1、3鋼結構的連接設計3.9普通螺栓連接的構造和計算3.9.1普通螺栓的規(guī)格類別加工精度成本使用范圍A級B級精制螺栓加工精度高，栓徑與孔徑之差為0.3～0.5mm，I類孔高主要應用于構件精度很高的結構，如機械結構；C級粗制螺栓加工精度較低，栓徑與孔徑之差為1～1.5mm低1）抗拉連接；2）靜力荷載下抗剪連接；4）可拆卸連接；5）安裝螺栓；6）與抗剪支托配合抗拉剪聯(lián)合作用扭剪型高強度螺栓具有強度高、安裝簡便和質量易于保證、可以單面擰緊、對操作人員沒有特殊要求等優(yōu)點。扭剪型高強度螺栓螺紋端部有一個承受擰

2、緊反力矩的十二交體（“梅花頭”）和一個能在規(guī)定力矩下剪斷的斷頸槽。安裝時用特制的電動扳手，有兩個套頭，一個套在螺母六角體上，另一個套在螺栓的十二角體上。擰緊時，對螺母施加順時針力矩M1，對螺栓十二角體施加大小相等的逆時針力矩M2，使螺栓斷頸部分承受扭剪，其初擰力矩為擰緊力矩的50％，復擰力矩等于初擰力矩，終擰至斷頸剪斷為止，安裝結束后，相應的安裝力矩即為擰緊力矩。3鋼結構的連接設計3鋼結構的連接設計A級B級區(qū)別：僅尺寸不同，A級d≤24，L≤150mm；B級d＞24，L＞150mm分類鋼材強度等

3、級孔徑d0與栓徑d之差(mm)加工受力特點安裝C級粗制螺栓普通碳素鋼Q2354.64.81.0~1.5粗糙尺寸不準成本低抗剪差抗拉好方便A級B級精制螺栓優(yōu)質碳素鋼45號鋼35號鋼8.80.3~0.5精度高尺寸準確成本高抗剪抗拉均好精度要求高I類孔：孔壁粗糙度小，對應A、B級螺栓II類孔：孔壁粗糙度大，對應C級螺栓3.9.1普通螺栓的規(guī)格3鋼結構的連接設計鋼結構用高強度大六角頭螺栓：HighStrengthBoltswithLargeHexagonHeadforSteelStructures《鋼結

4、構設計規(guī)范》3.8.3條：3.9.2螺栓的排列和構造要求螺栓在構件上的排列時應考慮受力要求、構造要求、施工要求。1．受力要求：對于受拉構件，螺栓的栓距和線距不應過小，否則對鋼板截面削弱太多，構件有可能沿直線或折線發(fā)生凈截面破壞。對于受壓構件，沿作用力方向螺栓間距不應過大，否則被連接的板件間容易發(fā)生凸曲現(xiàn)象。因此，從受力角度應規(guī)定螺栓的最大和最小容許間距。a）端距限制——防止孔端鋼板剪斷b）螺孔中距限制——下限：防止孔間板發(fā)生凈截面破壞上限：防止板翹曲2．構造要求：若栓距和線距過大，則構件接觸面不

5、夠緊密，潮氣易于侵入縫隙而產生腐蝕，所以，構造上要規(guī)定螺栓的最大容許間距。3．施工要求：為便于擰緊螺栓，留適當間距（不同的工具有不同要求）。施工上要規(guī)定螺栓的最小容許間距。3鋼結構的連接設計3.9.2螺栓的排列和構造要求3鋼結構的連接設計受力要求——螺距過?。航孛嫦魅跆?，凈截面破壞。螺距過大：受壓時鋼板張開。構造要求——螺距過大：連接不緊密，潮氣侵入腐蝕。施工要求——螺距過?。菏┕r轉動扳手困難。螺栓間距布置要求3鋼結構的連接設計鋼板上螺栓排列角鋼上螺栓排列并列螺栓錯列螺栓螺栓容許間距3.9.

6、2螺栓的排列和構造要求3鋼結構的連接設計根據以上要求，規(guī)范規(guī)定螺栓的最大和最小容許間距見下表。注:1.d0為螺栓孔徑，t為外層薄板件厚度。2.鋼板邊緣與剛性構件(如角鋼、槽鋼)相連的螺栓最大間距，可按中間排數值采用。螺栓的最大和最小容許間距3鋼結構的連接設計剪力螺栓——受力垂直螺桿，螺桿承剪、孔壁承壓。連接件有錯動趨勢拉力螺栓——受力平行螺桿，螺桿承拉。連接件有脫開趨勢。依據受力方式剪力螺栓拉力螺栓3.10普通螺栓連接的受力性能普通螺栓連接按螺栓傳力方式，可分為抗剪螺栓連接和抗拉螺栓連接。還可能

7、既受剪有受拉，稱為拉剪共同作用。3鋼結構的連接設計3.10.1普通受剪螺栓的傳力機理工作性能：剪力螺栓受力后，當受力不大時：剪力螺栓靠連接板間的摩擦力傳力當受力較大時：剪力螺栓靠孔壁承壓、螺桿抗剪傳力（當外力增大超過極限摩擦力后，構件間相對滑移，螺桿開始接觸構件的孔壁而受剪，孔壁則受壓。）當連接處于彈性階段，螺栓群中的各螺栓受力不等，兩端大，中間??；當外力繼續(xù)增大，達到塑性階段時，各螺栓承擔的荷載逐漸接近，最后趨于相等直到破壞。剪力螺栓可能發(fā)生的破壞形式有：（1）螺栓剪斷（2）鋼板孔壁擠壓破壞（

8、3）鋼板由于螺孔削弱而凈截面拉斷（4）鋼板因螺孔端距剪壞（5）螺桿因太長或螺孔大于螺桿直徑而產生受彎破壞3鋼結構的連接設計3.10.1普通受剪螺栓的傳力機理防止螺栓破壞措施(1)(2)(3)通過計算解決(4)(5)通過構造解決3鋼結構的連接設計（1）螺栓剪斷（板較厚，螺栓較細）（2）鋼板孔壁擠壓破壞（板較薄，螺栓較粗）3.10.1普通受剪螺栓的傳力機理螺栓安裝擰緊后，在工作荷載的作用下，被夾緊的板件相對滑動，在相反的方向螺桿靠緊孔壁，導致螺桿受剪切作用，孔壁受壓力作用，直至螺桿剪斷或孔壁受壓破壞