1、规格：形式为大六角头型，其代号用字母M与公称直径表示。常用M16、M20、M24、螺栓的排列：并列、错列,3. 6 螺栓(bolt)连接的构造,3. 6. 1 螺栓的排列,螺栓的排列要满足以下三个方面的要求：,（1）受力要求：端距过小，端部撕裂；受压，顺内力方向，中距过大，鼓曲。（2）构造要求：螺栓间距不能太大，避免压不紧潮气进入导致腐蚀。（3）施工要求：螺栓间距不能太近，满足净空要求，便于安装。,规范制定出螺栓排列最大、最小容许距离（表3-4）， 在型钢上排列的螺栓还应符合各自线距和最大孔径的要求（表3-53-7）。,1、每一杆件在节点上以及拼接接头的一端，永久性螺栓数不宜少于两个；2、直接
2、承受动力荷载的普通螺栓受拉连接应采用双螺帽或其他防止螺帽松动的有效措施；3、由于C级螺栓与孔壁有较大间隙，只宜用于沿其杆轴方向受拉的连接。承受静力荷载结构的次要连接、可拆卸结构的连接和临时固定构件用的安装连接中，也可用C级螺栓受剪。4、当采用高强螺栓连接时，拼接件不能采用型钢，只能采用钢板。 （型钢抗弯刚度大，不能保证摩擦面紧密结合）,3. 6. 2 螺栓连接的构造要求,3. 7 普通螺栓连接的工作性能和计算,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,（结束）,3.7.1 普通螺栓的抗剪连接（受剪螺栓连接）,1、抗剪连接的工作性能,（1）弹性阶段（01段）加载初，荷载
3、小，连接中剪力小，荷载靠构件间接触面的摩擦力传递，栓杆与孔壁之间的间隙保持不变。 （2）滑移阶段（12段）剪力达到摩擦力最大值，板件间产生相对滑移，直至栓杆与孔壁接触。,（3）栓杆直接传力的弹性阶段外力主要是靠螺栓受剪和孔壁受挤压传递，曲线上升，3点，螺栓或连接板达到弹性极限。 （4）弹塑性阶段在此阶段即使荷载增量很小，连接的剪切变形迅速加大，直至连接破坏。4点-极限荷载。,受剪螺栓的破坏形式,1）栓杆被剪断 2）钢板被挤压破坏（螺栓承压破坏）3）钢板被拉断4）钢板被剪坏,针对以上破坏形式，应采取以下措施,1）通过计算保证螺栓抗剪 2）通过计算保证螺栓抗挤压3）通过计算保证板件有足够的拉压强度
4、4）螺栓端距 避免钢板被拉豁,2、单个普通螺栓抗剪承载力,受剪承载力设计值,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, 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。,3、普通螺栓群受剪连接计算,单个螺栓所受的力,对承载力进行修正,(1) 轴心受剪,所需螺栓数n:,普通螺栓群轴心受剪的计算流程,（结束）,例3.9,=160,(2) 偏心受剪,e,V=F （剪力） T=F e （扭矩）,满足:,a) 计算 T 作用下单个螺栓受力(N1=?),假定：,板件绝对刚性； 2) 螺栓弹性； 3)
5、扭矩作用下螺栓受力与螺栓到旋转中心距离成正比。,c) 螺栓群偏心受剪,b) 剪力V作用下：,x1,y1,x1,y1,普通螺栓群偏心受剪的计算流程,例3.10,3.7.2 普通螺栓抗拉连接,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。,1、单个螺栓抗拉承载力,d e 螺栓的有效直径(附表8.1）；,螺栓抗拉强度设计值。,有效直径,净直径,平均直径,最大直径,A e 螺栓的有效面积(附表8.1）；,2、螺栓群轴心受拉,n 螺栓数目。,3、弯矩作用下,假设：螺栓受力与到旋转中心距离成正比,（结束）,作业：,【解】,承托传递全部剪力V,M20（Ae=245mm2
6、）,单个螺栓最大拉力,4、偏心受拉,大小偏心判别,M,Nman,Nmin,N2,N3,N,y1,y2,y2,y3,y1,y2,y1,e,、小偏心,、大偏心,（结束）,3.7.3、普通螺栓受剪力和拉力的联合作用,承压承载力,【例3.14】V=250kN，e=120mm，螺栓为C级，梁端下有承托。Q235-B钢材，试按考虑承托传递全部V和不承受V两种情况设计此连接。,N1t,N2t,N3t,N4t,y1,y1,y2,y1,y3,【解】,1. 承托传递全部剪力V, 螺栓群受弯矩作用,设M20（Ae=245mm2），n=8,（1）单个螺栓抗拉承载力,（2）单个螺栓最大拉力,（3）承托焊缝验算 hf =
7、10mm,2. 不考虑承托传递剪力V,（2）一个螺栓受力,（1）一个螺栓承载力,（3）,41.7,3.8 高强度螺栓连接的工作性能和计算,3.8.1 高强度螺栓的工作性能,摩擦型：只靠摩擦阻力传力,以剪力达到接触面的摩擦力作为承载力极限状态设计准则（01）,承压型：以作用剪力达到栓杆抗剪或孔壁承压破坏为承载力极限状态设计准则（04）,P,高强螺栓:大六角头型和扭剪型,1. 高强度螺栓的预拉力,P,扭矩法 使用一种能直接显示所施加扭矩大小的定扭扳手，上紧螺栓分初拧和终拧两个阶段，初拧扭矩不得小于终拧扭矩的30。终拧扭矩由试验测定。 转角法 初拧后, 用电动或风动扳手拧螺母1/32/3圈, 终拧角
8、度与板叠厚度和螺栓直径等有关, 可测定。 扭断螺栓尾部法 适用扭剪型高强度螺栓。用特制电动扳手的两个套筒分别套住螺母和螺栓尾部（正、反转），由于螺栓尾部槽口深度是按终拧扭矩和预拉力之间的关系确定，故所得预拉力值能得到保证 .,（1）预拉力的控制方法,（2）预拉力的确定,Ae 有效截面面积；fu-螺栓材料经热处理后的抗拉强度。,0.9 0.9 0.9-材料不均匀性、弥补预拉力损失的超张拉、采用fu作标准值等。1.2 拧紧螺栓时产生的扭矩将降低栓杆的承载力。,（3）高强度螺栓摩擦面抗滑移系数,摩擦面的粗糙程度有关，即与构件接触面的处理方法和钢号有关,抗滑移系数值有随被连接构件接触面的压紧力减小而降
9、低的现象。,2. 高强度螺栓受剪连接的工作性能,（1）高强度螺栓摩擦型连接,单个螺栓承载力,式中 0.9 抗力分项系数 得到,nf 传力摩擦面数目：单剪nf =1, 双剪nf =2 .,P 一个高强度螺栓的设计预拉力，按表3.8 采用；,摩擦面抗滑移系数，按表3.9采用。,P,（2）高强度螺栓承压型连接,同普通螺栓的计算, 受剪承载力设计值, 承压承载力设计值,单个螺栓承载力设计值,（结束）,3、高强度螺栓受拉连接的工作性能,受拉前：预拉力与接触面上的挤压力相平衡,超张拉实验：当外拉力超过P时，螺栓将发生松弛现象，即栓杆中的预拉力减小，这对抗剪不利。,外拉力0.8P,无松弛现象,规范：施加于栓
10、杆上的外拉力不得大于0.8P,即,抗拉承载力设计值,（1）高强度螺栓摩擦型连接,（2）高强度螺栓承压型连接,4、高强度螺栓同时受拉力和剪力连接的工作性能,螺栓的抗剪承载力设计值为,仍采用原抗滑移系数,则适当增加,来弥补,(1) 高强度螺栓摩擦型连接,受拉后，连接板间的挤压力减小，,新规范：,(2) 高强度螺栓承压型连接,同普通螺栓的计算,1.2折减系数。由于外拉力将减小被连接构件间预压力 ，因而构件材料的承压强度设计值随之降低。,同普通螺栓，只需用高强度螺栓承载力代替普通螺栓承载力.,3.8.2 高强度螺栓群的抗剪计算,【解】 ：,查得8.8级，M20高强螺栓P=125kN，=0.45,一个螺
11、栓受剪承载力,一侧所需螺栓数n:,取9个,（1）采用摩擦型连接时,承载力设计值,一侧所需螺栓数n:,取6个,【解】 ：,（2）采用承压型连接时,3. 8. 3 高强度螺栓群的计算,(1)轴心力作用,计算方法同普通螺栓,在M作用下，中和轴在螺栓群中心处。,(2)弯矩作用,N0.8P, 连接板件间接触面始终压的很紧,按小偏心受拉计算。,（3）偏心受拉,（结束）,(4) 高强度螺栓群的拉力、弯矩和剪力作用,分开算，先受拉再受剪,a) 高强度螺栓摩擦型连接,单个螺栓抗剪承载力,单个螺栓拉力应满足,b) 高强度螺栓承压型连接,螺栓群抗剪承载力,验算螺栓群抗剪承载力,作业：,不满足要求,方法2：,124,
12、=68.2,1,155,=62.8,750,16,=46.9,+,1,62.8,46.9,68.2,124,习题课,一、各种受力状态下直角角焊缝连接的计算,1. 承受轴心力作用,(1) 用盖板的对接连接,例3.1 双盖板对接连接的角焊缝计算,条件：已知钢板截面为25014，盖板截面为219010， 承受轴心静力荷载设计值700kN，钢材为Q235，焊条为E43型， 手工焊。 要求：设计此盖板。,解：确定角焊缝的焊脚尺寸,1）采用侧面角焊缝,用双盖板，接头一侧共有四条角焊缝， 每条焊缝所需的计算长度为：,(2) 承受斜向轴心力,(3) 承受轴心力的角钢角焊缝计算,1） 三面围焊,2）两面侧焊:,2. 承受弯矩、轴心力和剪力联合作用的角焊缝连接计算,例3. 4钢材为235，手工焊，焊条为E43，,静态荷载。已知,，求连接能承受的最大荷载,无引弧板。,解：偏心距,弯距：,可以解得：,例3. 5 计算图示角焊缝连接中的,已知承受动荷载，钢材为Q235-BF，焊条为E43型，,，偏离焊缝形心的两个力,，图中尺寸单位：mm，有引弧板。,解：将外力,移向焊缝形心O，得：,则：,解得,取,构造要求：,满足要求。,，,例3. 6 验算图示普通螺栓连接时的强度。已知螺栓直径,，C级螺栓，螺栓和构件材料为Q235，外力设计值,解：,受力最大的号螺栓所受的剪力和拉力分别是：,螺栓连接强度满足要求。,
