1、第三章第三章 鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)的連接 普通螺栓連接普通螺栓連接 第三章第三章 鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)的連接 教學(xué)目的、要求教學(xué)目的、要求 教學(xué)內(nèi)容教學(xué)內(nèi)容 掌握全焊透對接焊縫和直角角焊縫的構(gòu)造與計算；掌握全焊透對接焊縫和直角角焊縫的構(gòu)造與計算； 理解普通螺栓和高強螺栓的構(gòu)造與計算；理解普通螺栓和高強螺栓的構(gòu)造與計算； 了解焊縫的殘余應(yīng)力和殘余變形；了解焊縫的殘余應(yīng)力和殘余變形； 1.鋼結(jié)構(gòu)的連接方法及應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)的連接方法及應(yīng)用 2.全焊透對接焊縫的構(gòu)造與計算全焊透對接焊縫的構(gòu)造與計算重點重點 3.角焊縫的構(gòu)造與計算角焊縫的構(gòu)造與計算重點重點 4.焊縫的殘余應(yīng)力和殘余變形焊縫的殘余應(yīng)力和殘余變形

2、5.普通螺栓和高強螺栓的構(gòu)造與計算普通螺栓和高強螺栓的構(gòu)造與計算難點難點 第三章第三章 連連 接接 精制螺栓精制螺栓粗制螺栓粗制螺栓 代號代號A A級和級和B B級級C C級級 強度等級強度等級5.65.6級和級和8.88.8級級4.64.6級和級和4.84.8級級 加工方式加工方式車床上經(jīng)過切削而成車床上經(jīng)過切削而成單個零件上一次沖成單個零件上一次沖成 加工精度加工精度螺桿與栓孔直徑之差為螺桿與栓孔直徑之差為 0.250.250.5mm0.5mm 螺桿與栓孔直徑之差為螺桿與栓孔直徑之差為 1.51.53mm3mm 抗剪性能抗剪性能好好較差較差 經(jīng)濟性能經(jīng)濟性能價格高價格高價格經(jīng)濟價格經(jīng)濟 用

3、途用途 構(gòu)件精度很高的結(jié)構(gòu)（機械構(gòu)件精度很高的結(jié)構(gòu)（機械 結(jié)構(gòu)）；在鋼結(jié)構(gòu)中很少采結(jié)構(gòu)）；在鋼結(jié)構(gòu)中很少采 用，已被高強度螺栓代替用，已被高強度螺栓代替 沿螺栓桿軸受拉的連接；次沿螺栓桿軸受拉的連接；次 要的抗剪連接；安裝的臨時要的抗剪連接；安裝的臨時 固定固定 3.6 螺栓連接的構(gòu)造螺栓連接的構(gòu)造 第三章第三章 連連 接接第三章第三章 連連 接接第三章第三章 連連 接接第三章第三章 鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)的連接 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure 第三章第三章 連連 接接 3.6.1 3.6.1 螺栓的排列和構(gòu)造要求螺栓的排列和

4、構(gòu)造要求 螺栓的排列應(yīng)簡單、統(tǒng)一而緊湊，滿足受力要求，構(gòu)造合理螺栓的排列應(yīng)簡單、統(tǒng)一而緊湊，滿足受力要求，構(gòu)造合理 又便于安裝。排列的方式有并列排列又便于安裝。排列的方式有并列排列(a)(a)和錯列排列和錯列排列(b)(b)兩種。兩種。 2.2.螺栓的排列螺栓的排列 第三章第三章 連連 接接第三章第三章 連連 接接第三章第三章 連連 接接第三章第三章 鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)的連接 第三章第三章 連連 接接第三章第三章 連連 接接第三章第三章 連連 接接第三章第三章 連連 接接第三章第三章 鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)的連接 并列比較簡單整齊，所用連接板尺寸小，但由于螺栓孔的存在，對構(gòu)件并列比較簡單整齊，所用

5、連接板尺寸小，但由于螺栓孔的存在，對構(gòu)件 截面的削弱較大；截面的削弱較大； 錯列可以減小螺栓孔對截面的削弱，但螺栓空排列不如并列緊湊，連接錯列可以減小螺栓孔對截面的削弱，但螺栓空排列不如并列緊湊，連接 板尺寸較大。板尺寸較大。 (1)(1)受力要求受力要求 下限：下限：防止孔間板破裂防止孔間板破裂3d0 上限：上限：防止板間張口和鼓曲防止板間張口和鼓曲。 b）螺孔中心距限制螺孔中心距限制 a）端距端距（順內(nèi)力方向螺栓中心至構(gòu)件邊緣距離）（順內(nèi)力方向螺栓中心至構(gòu)件邊緣距離）限制限制 防止孔端鋼板剪斷防止孔端鋼板剪斷，2d0； 注：其中注：其中d0為螺栓孔的直徑為螺栓孔的直徑 第三章第三章 連連

6、接接 因此規(guī)范從受力的角度規(guī)定了最大和最小容許間距因此規(guī)范從受力的角度規(guī)定了最大和最小容許間距 中心距太大中心距太大 15d0(d0為孔徑為孔徑)時，連接進入彈塑性工作狀態(tài)后，即使時，連接進入彈塑性工作狀態(tài)后，即使 內(nèi)力重新分布內(nèi)力重新分布, ,各個螺栓內(nèi)力也難以均勻，端部螺栓首先破各個螺栓內(nèi)力也難以均勻，端部螺栓首先破 壞，然后依次破壞。由試驗可得連接的壞，然后依次破壞。由試驗可得連接的抗剪強度折減系數(shù)抗剪強度折減系數(shù) 與與l1/d0的關(guān)系曲線。的關(guān)系曲線。 )35. 3( 150 1 . 1 6015 0 1 010 d l dld ? 7 .0 60 01 時：當(dāng)dl 連接所需栓數(shù)：連接

7、所需栓數(shù)： b min N N n 第三章第三章 連連 接接第三章第三章 連連 接接第三章第三章 連連 接接第三章第三章 鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)的連接 連接板凈截面強度連接板凈截面強度: f A N n 第三章第三章 連連 接接第三章第三章 連連 接接第三章第三章 連連 接接第三章第三章 連連 接接第三章第三章 鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)的連接 凈截面面積計算凈截面面積計算: 1）螺栓并列排布：）螺栓并列排布： 直線面積直線面積 開孔處受拉破壞面開孔處受拉破壞面 (I，II，III) 1010 () n AAn d tbn d t 22 321220 2(1) n Aeneen dt n1直線面上螺栓孔數(shù)

8、直線面上螺栓孔數(shù) d0螺栓孔徑螺栓孔徑 n2折線面上螺栓孔數(shù)折線面上螺栓孔數(shù) 2）螺栓錯列排布：）螺栓錯列排布： 折線面積折線面積 第三章第三章 連連 接接 F e F T T x y N1T N1Tx N1Ty r1 1 F 1N1F （2 2）普通螺栓群偏心受剪普通螺栓群偏心受剪 F F作用下每個螺栓受力：作用下每個螺栓受力： n F N F 1 基本假設(shè)基本假設(shè) 連接件絕對剛性連接件絕對剛性, , 螺栓彈性；螺栓彈性； T作用下連接板件繞栓群形心轉(zhuǎn)動，各螺栓剪力大小與作用下連接板件繞栓群形心轉(zhuǎn)動，各螺栓剪力大小與 螺栓至形心的距離螺栓至形心的距離ri成正比，方向與它和形心的連線垂直。成正

9、比，方向與它和形心的連線垂直。 第三章第三章 連連 接接第三章第三章 連連 接接第三章第三章 連連 接接第三章第三章 鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)的連接 第三章第三章 連連 接接 剪力計算公式剪力計算公式 設(shè)各螺栓至螺栓群形心設(shè)各螺栓至螺栓群形心O O的距離為的距離為r1 、 r2 、r3 ，rn，各螺栓承受的分力分別各螺栓承受的分力分別 為為N1T、 N2T、N3T ， NnT，根據(jù)平衡條根據(jù)平衡條 件得：件得： TrNrNrNrN ii n33T22T11T （a） T x y N1T N1Tx N1Ty r1 1 顯然，顯然，T作用下作用下1號螺栓所受剪力最大（號螺栓所受剪力最大（r1最大）。最大

10、）。 第三章第三章 連連 接接第三章第三章 連連 接接第三章第三章 連連 接接第三章第三章 鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)的連接 第三章第三章 連連 接接 1T 1 n nT1T 1 3 3T1T 1 2 2T ,N r r NN r r NN r r N （c） 將將（c）式代入式代入（a），），得用得用N1T表達的表達的T式：式： Tr r N rrrr r N n i i 1 2 i 1 1T 22 3 2 2 2 1 1 1T 22 1 2 1 1 iii T yx Tr r Tr N 由假設(shè)由假設(shè) 得到，得到， 31T2TnT 123n T NNNN rrrr （b） 螺栓螺栓1離形心最遠(yuǎn)是危險

11、螺栓離形心最遠(yuǎn)是危險螺栓, ,最大剪力最大剪力N1T 第三章第三章 連連 接接第三章第三章 連連 接接第三章第三章 連連 接接第三章第三章 鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)的連接 TrNrNrNrN ii n33T22T11T （a） 第三章第三章 連連 接接 將將N1T它分解為水平和豎直分力：它分解為水平和豎直分力： 22 1 1 1 1T1Tx ii yx Ty r y NN （3.5.7） 22 1 1 1 1T1Ty ii yx Tx r x NN （3.40） 得受力最大螺栓所承受的合力為得受力最大螺栓所承受的合力為: : b min 2 1F1Ty 2 1Tx1 NNNNN（3.41） xi第第

12、i個螺栓中心的個螺栓中心的x坐標(biāo)坐標(biāo)yi第第i個螺栓中心的個螺栓中心的y坐標(biāo)坐標(biāo) y 1T N o x x1 1Tx N 1Ty N 1 r1 y1 1F N 如果如果y13x1，則可假定，則可假定xi=0 。 由此得由此得N1Ty=0， 1 1Tx 2 i Ty N y 則計算式為：則計算式為： b min 2 2 2 1 1 N n F y Ty N i （3.39） 第三章第三章 連連 接接第三章第三章 連連 接接第三章第三章 連連 接接 22 1 2 1 1 iii T yx Tr r Tr N 第三章第三章 鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)的連接 第三章第三章 連連 接接 3.6.3 3.6.3

13、普通螺栓的受拉連接普通螺栓的受拉連接 1.1.普通螺栓受拉的工作性能普通螺栓受拉的工作性能 b) 試驗證明影響撬力的因素試驗證明影響撬力的因素 較多，其大小難以確定，規(guī)較多，其大小難以確定，規(guī) 范將螺栓的抗拉強度設(shè)計值范將螺栓的抗拉強度設(shè)計值 降低降低2020來考慮撬力的影響，來考慮撬力的影響， 取取ftb=0.8f（f螺栓鋼材的抗螺栓鋼材的抗 拉強度設(shè)計值）拉強度設(shè)計值）。 a) 螺栓受拉時，一般是通過與螺桿垂直的板件傳遞，即螺桿并非軸螺栓受拉時，一般是通過與螺桿垂直的板件傳遞，即螺桿并非軸 心受拉，當(dāng)連接板件發(fā)生變形時，螺栓有被撬開的趨勢（杠桿作心受拉，當(dāng)連接板件發(fā)生變形時，螺栓有被撬開的

14、趨勢（杠桿作 用），使螺桿中的拉力增加（撬力用），使螺桿中的拉力增加（撬力Q Q）并產(chǎn)生彎曲現(xiàn)象。連接件剛）并產(chǎn)生彎曲現(xiàn)象。連接件剛 度越小撬力越大。度越小撬力越大。 受拉螺栓的撬力受拉螺栓的撬力 第三章第三章 連連 接接第三章第三章 連連 接接第三章第三章 連連 接接第三章第三章 鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)的連接 產(chǎn)生撬力的原因產(chǎn)生撬力的原因 角鋼抗彎剛度不足，水平肢有較大變形角鋼抗彎剛度不足，水平肢有較大變形 對螺栓受力影響對螺栓受力影響 使螺栓拉力增大使螺栓拉力增大 減小撬力的措施減小撬力的措施 增強角鋼抗彎剛度，加大厚度或增設(shè)加勁肋增強角鋼抗彎剛度，加大厚度或增設(shè)加勁肋 螺栓拉力：螺栓拉力：

15、Pf = N / 2+V 剛度越小，剛度越小，V 越大越大 N N 撬力撬力 加勁肋加勁肋 第三章第三章 連連 接接第三章第三章 連連 接接第三章第三章 連連 接接第三章第三章 連連 接接第三章第三章 鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)的連接 受拉螺栓的撬力受拉螺栓的撬力 第三章第三章 連連 接接 加勁肋加勁肋 翼緣加強的措施翼緣加強的措施 2.2.單個普通螺栓受拉承載力單個普通螺栓受拉承載力 b t 2 e b te b t 4 f d fAN Ntb單個螺栓抗拉承載力；單個螺栓抗拉承載力；Ae 螺栓螺紋處的有效面積；螺栓螺紋處的有效面積； de 螺栓有效直徑；螺栓有效直徑； ftb 螺栓的抗拉強度設(shè)計值。

16、螺栓的抗拉強度設(shè)計值。ftb 0.8f 假定拉應(yīng)力在螺栓螺紋處截面上均假定拉應(yīng)力在螺栓螺紋處截面上均 勻分布，則一個拉力螺栓的承載力勻分布，則一個拉力螺栓的承載力 設(shè)計值：設(shè)計值： 第三章第三章 連連 接接第三章第三章 連連 接接第三章第三章 連連 接接第三章第三章 鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)的連接 第三章第三章 連連 接接 dedn dm d )(3 24 13 螺距PPdd e 螺栓的有效截面面積螺栓的有效截面面積 因栓桿上的螺紋為斜方向的，所以公式取的是有效直因栓桿上的螺紋為斜方向的，所以公式取的是有效直 徑徑de而不是凈直徑而不是凈直徑dn，現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)取：，現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)取： 第三章第三章 連

17、連 接接第三章第三章 連連 接接第三章第三章 連連 接接第三章第三章 鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)的連接 第三章第三章 連連 接接 （1 1）栓群軸心受拉）栓群軸心受拉 當(dāng)外力通過螺栓群形心時，當(dāng)外力通過螺栓群形心時，一般假定每個螺栓均勻受一般假定每個螺栓均勻受 力，力，因此連接所需的螺栓數(shù)目為：因此連接所需的螺栓數(shù)目為： b t N N n （ 3.44） b t 2 e b te b t 4 f d fAN 3. 3. 普通螺栓群受拉普通螺栓群受拉 N 第三章第三章 連連 接接第三章第三章 連連 接接第三章第三章 連連 接接第三章第三章 鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)的連接 M 刨平頂緊刨平頂緊 承托承托(板板

18、) M 1 2 3 4 受壓區(qū)受壓區(qū) y1 y2 y3 N1 N2 N3 N4 中和軸中和軸 (2(2）栓群承受彎矩作用）栓群承受彎矩作用 M作用下螺栓連接按彈性設(shè)計，其假定為：作用下螺栓連接按彈性設(shè)計，其假定為： 連接板件絕對剛性，螺栓為彈性；連接板件絕對剛性，螺栓為彈性； 螺栓群的中和軸位于最下排螺栓的形心處，各螺栓所受螺栓群的中和軸位于最下排螺栓的形心處，各螺栓所受 拉力與其至中和軸的距離成正比。拉力與其至中和軸的距離成正比。 第三章第三章 連連 接接 M 刨平頂緊刨平頂緊 承托承托(板板) M 1 2 3 4 受壓區(qū)受壓區(qū) y1 y2 y3 N1 N2 N3 N4 中和軸中和軸 顯然顯

19、然1號螺栓在號螺栓在M作用下所受拉力最大作用下所受拉力最大 )( 2211 byNyNyNM nn 由力學(xué)及假定可得：由力學(xué)及假定可得： )( 3 3 2 2 1 1 a y N y N y N y N n n 第三章第三章 連連 接接第三章第三章 連連 接接第三章第三章 連連 接接第三章第三章 鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)的連接 第三章第三章 連連 接接 普通螺栓連接普通螺栓連接 螺栓連接的受力分為：只受剪力，只受拉力螺栓連接的受力分為：只受剪力，只受拉力,剪力和拉力的共同作用。剪力和拉力的共同作用。 第三章第三章 連連 接接第三章第三章 連連 接接第三章第三章 連連 接接 a) 螺桿被剪斷；螺桿被剪

20、斷； b) 連接件半孔壁擠壓破壞；連接件半孔壁擠壓破壞； c) 鋼板拉（壓）斷；鋼板拉（壓）斷；d) 鋼板剪壞；鋼板剪壞；e) 螺桿彎曲破壞螺桿彎曲破壞 受剪螺栓的受剪螺栓的 破壞形式破壞形式: 一、普通螺栓承載力計算一、普通螺栓承載力計算 1.1.單個普通螺栓的受剪承載力計算單個普通螺栓的受剪承載力計算 1)抗剪承載力設(shè)計值：抗剪承載力設(shè)計值： b v 2 v b v 4 f d nN 2)承壓承載力設(shè)計值：承壓承載力設(shè)計值： b c b c ftdN 單栓抗剪承載力：單栓抗剪承載力： b v b c b min ,minNNN 螺栓連接小結(jié)螺栓連接小結(jié) 2.2.單個普通螺栓受拉承載力單個普

21、通螺栓受拉承載力 b t 2 e b te b t 4 f d fAN 第三章第三章 鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)的連接 第三章第三章 連連 接接 N/2 N l l1 1 N/2 1）當(dāng)）當(dāng)l115d0(d0為孔徑為孔徑)時，時， 二二. .普通螺栓群抗剪連接計算普通螺栓群抗剪連接計算 （1 1）普通螺栓群軸心受剪計算）普通螺栓群軸心受剪計算 b min N N n 連接所需螺栓數(shù)為：連接所需螺栓數(shù)為： 第三章第三章 連連 接接第三章第三章 連連 接接第三章第三章 連連 接接 010 1 0 1560 1.1(4.45 ) 150 dld l a d 2)當(dāng)時： 7 .0 60 01 時：當(dāng)dl 連接

22、所需栓數(shù)：連接所需栓數(shù)： b min N N n (4.45b) 連接板凈截面強度連接板凈截面強度: f A N n 注意：注意：該系該系 數(shù)也適用于數(shù)也適用于 高強度螺栓高強度螺栓 第三章第三章 鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)的連接 第三章第三章 連連 接接 F e F TT x y N1T N1Tx N1Ty r11 F 1N1F （2 2）普通螺栓群偏心受剪）普通螺栓群偏心受剪: : F F作用下每個螺栓受剪力：作用下每個螺栓受剪力： n F N F 1 第三章第三章 連連 接接第三章第三章 連連 接接第三章第三章 連連 接接 T作用下作用下1號螺栓所受剪力最大（號螺栓所受剪力最大（r1最大）最大）

23、: : 22 1 2 1 1 iii T yx Tr r Tr N 將N1T它分解為水平和豎直分力： 1 1T x 22 ii T y N xy 1 1Ty 22 ii Tx N xy 得受力最大螺栓所承受的合剪力為得受力最大螺栓所承受的合剪力為: : b min 2 1F1Ty 2 1Tx1 NNNNN 如果如果y13x1，則可假定，則可假定xi=0 。 由此得由此得N1Ty=0， 1 1Tx 2 i Ty N y 則計算式為：則計算式為： b min 2 2 2 1 1 N n F y Ty N i 第三章第三章 鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)的連接 第三章第三章 連連 接接 （1 1）栓群軸心受拉）

24、栓群軸心受拉 b t N N n （ 4.58） 2. 2. 普通螺栓群受拉普通螺栓群受拉 第三章第三章 連連 接接第三章第三章 連連 接接第三章第三章 連連 接接 二、普通螺栓的受拉連接二、普通螺栓的受拉連接 M 1 2 3 4 y1 y2 y3 N1 N2 N3 N4 中和軸中和軸 (2(2）栓群承受彎矩作用）栓群承受彎矩作用 中和軸在最下排螺栓處中和軸在最下排螺栓處 2 1 i in i i M y N y 受力最大的是最外排螺栓受力最大的是最外排螺栓1 1，設(shè)計時要滿足下式：，設(shè)計時要滿足下式： b t 2 1 1 N y My N i 螺栓螺栓i 的拉力的拉力: : 第三章第三章 鋼

25、結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)的連接 第三章第三章 連連 接接 (3(3）栓群偏心受拉）栓群偏心受拉 V V有承托板承受有承托板承受 小偏心受拉小偏心受拉：中性軸在栓群心形處中性軸在栓群心形處 b 1 m a xt 2 i M yN NN ny 第三章第三章 連連 接接第三章第三章 連連 接接第三章第三章 連連 接接 0 1 min 2 i y My n N N 大偏心受拉大偏心受拉當(dāng)當(dāng)Nmin 0 時時, ,偏于安全取中和軸位于最偏于安全取中和軸位于最 下排螺栓下排螺栓O處處 b 1 1t 2 i N e y NN y 驗算剪驗算剪- -拉聯(lián)合作用：拉聯(lián)合作用： 1 2 b t t 2 b v v N N

26、 N N b vc V NN n 驗算孔壁承壓：驗算孔壁承壓： 三、剪拉螺栓群的計算三、剪拉螺栓群的計算 第三章第三章 鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)的連接 第三章第三章 連連 接接 3.7 高強度螺栓連接的構(gòu)造和計算高強度螺栓連接的構(gòu)造和計算 材料材料 高強度螺栓是高強螺桿和配套螺母、墊圈的合稱。高高強度螺栓是高強螺桿和配套螺母、墊圈的合稱。高 強度螺栓常用鋼材有優(yōu)質(zhì)碳素鋼中的強度螺栓常用鋼材有優(yōu)質(zhì)碳素鋼中的4545號鋼，合金鋼中的號鋼，合金鋼中的2020 錳鈦硼鋼等。制成的螺栓有錳鈦硼鋼等。制成的螺栓有8.88.8級和級和10.910.9級。級。 3.7.1 高強度螺栓的工作性能和構(gòu)造要求高強度螺栓的

27、工作性能和構(gòu)造要求 分類分類按受力特征的不同高強度螺栓分為兩類，按受力特征的不同高強度螺栓分為兩類，摩擦型高強摩擦型高強 度螺栓度螺栓通過板件間摩擦力傳遞內(nèi)力，破壞準(zhǔn)則為克服摩擦通過板件間摩擦力傳遞內(nèi)力，破壞準(zhǔn)則為克服摩擦 力；力；承壓型高強度螺栓承壓型高強度螺栓受力特征與普通螺栓類似。在外力受力特征與普通螺栓類似。在外力 的作用下螺栓承受剪力和拉力。的作用下螺栓承受剪力和拉力。 高強度螺栓安裝時將螺帽擰緊，使螺桿產(chǎn)生預(yù)拉力而壓緊構(gòu)高強度螺栓安裝時將螺帽擰緊，使螺桿產(chǎn)生預(yù)拉力而壓緊構(gòu) 件接觸面，靠接觸面的摩擦來阻止連接板相互滑移，以達到件接觸面，靠接觸面的摩擦來阻止連接板相互滑移，以達到 傳遞

28、外力的目的。傳遞外力的目的。 第三章第三章 連連 接接第三章第三章 連連 接接第三章第三章 連連 接接第四章第四章 鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)的連接 第三章第三章 連連 接接 1.高強度螺栓連接工作性能高強度螺栓連接工作性能 抗剪連接工作性能抗剪連接工作性能 1 1）由于高強度螺栓連接有較大的預(yù)拉力，從而使）由于高強度螺栓連接有較大的預(yù)拉力，從而使 被連接件中有很大的預(yù)壓力，當(dāng)被連接件中有很大的預(yù)壓力，當(dāng)連接受剪連接受剪時，時，主主 要依靠摩擦力傳力的高強度螺栓連接的抗剪承載要依靠摩擦力傳力的高強度螺栓連接的抗剪承載 力可達到力可達到1 1點。點。通過通過1 1點后，連接產(chǎn)生了滑移，當(dāng)點后，連接產(chǎn)生了

29、滑移，當(dāng) 栓桿與孔壁接觸后，連接又可繼續(xù)承載直到破壞。栓桿與孔壁接觸后，連接又可繼續(xù)承載直到破壞。 高強度高強度 螺栓螺栓 N O 1 2 3 4 1 2 3 4 普通螺栓普通螺栓 a b N N/2 N/2 2 2）對于）對于高強度螺栓摩擦型高強度螺栓摩擦型連接，其連接，其破壞準(zhǔn)則破壞準(zhǔn)則為為 板件發(fā)生相對滑移板件發(fā)生相對滑移，因此其極限狀態(tài)為，因此其極限狀態(tài)為1 1點，所點，所 以以1 1點的承載力即為一個高強度螺栓摩擦型連接點的承載力即為一個高強度螺栓摩擦型連接 的抗剪承載力。的抗剪承載力。 3 3）對于）對于高強度螺栓承壓型高強度螺栓承壓型連接，允許接觸面發(fā)連接，允許接觸面發(fā) 生相對滑

30、移，生相對滑移，破壞準(zhǔn)則破壞準(zhǔn)則為為連接達到其極限狀態(tài)連接達到其極限狀態(tài)4 4 點點，所以，所以高強度螺栓承壓型連接的單栓抗剪承載高強度螺栓承壓型連接的單栓抗剪承載 力計算方法與普通螺栓相同。力計算方法與普通螺栓相同。 第三章第三章 連連 接接第三章第三章 連連 接接第三章第三章 連連 接接第四章第四章 鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)的連接 第三章第三章 連連 接接 （1 1）高強度螺栓預(yù)拉力的建立方法）高強度螺栓預(yù)拉力的建立方法 2.高強度螺栓連接的構(gòu)造要求高強度螺栓連接的構(gòu)造要求 大六角頭螺栓的預(yù)拉力控制方法有：大六角頭螺栓的預(yù)拉力控制方法有： a a. .力矩法力矩法 初擰初擰用力矩扳手?jǐn)Q至終擰力矩

31、的用力矩扳手?jǐn)Q至終擰力矩的30%50%，使板件貼緊密；，使板件貼緊密； 終擰終擰初擰基礎(chǔ)上，按初擰基礎(chǔ)上，按100%設(shè)計終擰力矩擰緊。設(shè)計終擰力矩擰緊。 為了保證通過摩擦力傳遞剪力，高強度螺栓的預(yù)拉力為了保證通過摩擦力傳遞剪力，高強度螺栓的預(yù)拉力P的準(zhǔn)確控制非的準(zhǔn)確控制非 常重要。常重要。 b b. .轉(zhuǎn)角法轉(zhuǎn)角法 初擰初擰用普通扳手?jǐn)Q至不動，使板件貼緊密；用普通扳手?jǐn)Q至不動，使板件貼緊密； 終擰終擰初擰基礎(chǔ)上用長扳手或電動扳手再擰過一定的角度，初擰基礎(chǔ)上用長扳手或電動扳手再擰過一定的角度， 一般為一般為120o180o完成終擰。完成終擰。 第三章第三章 連連 接接第三章第三章 連連 接接第三

32、章第三章 連連 接接第四章第四章 鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)的連接 第三章第三章 連連 接接 扭斷螺栓桿尾部法扭斷螺栓桿尾部法-扭剪法（扭剪型高強度螺栓）扭剪法（扭剪型高強度螺栓） 初擰初擰擰至終擰力矩的擰至終擰力矩的60%80%； 終擰終擰初擰基礎(chǔ)上，以扭斷螺栓桿尾部為準(zhǔn)。初擰基礎(chǔ)上，以扭斷螺栓桿尾部為準(zhǔn)。 特點：施工簡單、技術(shù)要求低易實施、質(zhì)量易保證等。特點：施工簡單、技術(shù)要求低易實施、質(zhì)量易保證等。 高強度螺栓的施工要求：高強度螺栓的施工要求： 由于高強度螺栓的承載力很大程度上取決于螺栓桿的預(yù)拉力，由于高強度螺栓的承載力很大程度上取決于螺栓桿的預(yù)拉力， 因此施工要求較嚴(yán)格：因此施工要求較嚴(yán)格：

33、終擰力矩偏差不應(yīng)大于終擰力矩偏差不應(yīng)大于10%10%； 如發(fā)現(xiàn)欠、漏和超擰螺栓應(yīng)更換；如發(fā)現(xiàn)欠、漏和超擰螺栓應(yīng)更換； 擰固順序先主后次，且當(dāng)天安裝，當(dāng)天終擰完。擰固順序先主后次，且當(dāng)天安裝，當(dāng)天終擰完。 如工字型梁為：上翼緣如工字型梁為：上翼緣下翼緣下翼緣腹板。腹板。 第三章第三章 連連 接接第三章第三章 連連 接接第三章第三章 連連 接接第四章第四章 鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)的連接 第三章第三章 連連 接接 ue 2 . 1 9 . 09 . 09 . 0 fAP Ae螺紋處有效截面積；螺紋處有效截面積； fu螺栓熱處理后的最低抗拉強度；螺栓熱處理后的最低抗拉強度；8.8級，取級，取fu =830

34、N/mm2， 10.9級，取級，取fu =1040N/mm2 （2 2）高強度螺栓預(yù)拉力的確定）高強度螺栓預(yù)拉力的確定 高強螺栓的預(yù)拉力設(shè)計值由下式確定高強螺栓的預(yù)拉力設(shè)計值由下式確定 考慮材料的不均勻性的折減系數(shù)考慮材料的不均勻性的折減系數(shù)0.90.9； 施工時超擰導(dǎo)致螺桿破壞的折減系數(shù)施工時超擰導(dǎo)致螺桿破壞的折減系數(shù)0.90.9； 考慮擰緊螺帽時，螺栓桿上產(chǎn)生的剪力對抗拉強度的降低考慮擰緊螺帽時，螺栓桿上產(chǎn)生的剪力對抗拉強度的降低 除以系數(shù)除以系數(shù)1.21.2。 對抗拉強度的折減系數(shù)對抗拉強度的折減系數(shù)0.90.9。 第三章第三章 連連 接接第三章第三章 連連 接接第三章第三章 連連 接接

35、第四章第四章 鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)的連接 第三章第三章 連連 接接 螺栓的性能等級螺栓的性能等級 螺螺 栓栓 公公 稱稱 直直 徑（徑（mm） M16M20M22M24M27M30 8.8級級80125150175230280 10.9級級100155190225290355 表表3.9 高強螺栓的預(yù)拉力高強螺栓的預(yù)拉力P (GB 50017) 第三章第三章 連連 接接第三章第三章 連連 接接第三章第三章 連連 接接第四章第四章 鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)的連接 （3 3）高強度螺栓摩擦面抗滑移系數(shù)）高強度螺栓摩擦面抗滑移系數(shù) F 摩擦型高強度螺栓是通過板件間摩擦力傳遞內(nèi)力的，而摩擦力的摩擦型高強度螺栓

36、是通過板件間摩擦力傳遞內(nèi)力的，而摩擦力的 大小取決于板件間的擠壓力（大小取決于板件間的擠壓力（P P）和板件間的抗滑移系數(shù)）和板件間的抗滑移系數(shù) ； F 板件間的抗滑移系數(shù)與接觸面的處理方法和構(gòu)件鋼號有關(guān)，其大板件間的抗滑移系數(shù)與接觸面的處理方法和構(gòu)件鋼號有關(guān)，其大 小隨板件間的擠壓力的減小而降低；小隨板件間的擠壓力的減小而降低； 第三章第三章 連連 接接 連接處接觸面連接處接觸面 處理方法處理方法 構(gòu)構(gòu) 件件 的的 鋼鋼 號號 Q235Q345Q420 噴噴 砂砂 噴砂后涂無機富鋅漆噴砂后涂無機富鋅漆 噴砂后生赤繡噴砂后生赤繡 鋼絲刷清除浮銹或未經(jīng)處理的干凈軋制表面鋼絲刷清除浮銹或未經(jīng)處理的

37、干凈軋制表面 0.45 0.35 0.45 0.30 0.50 0.40 0.50 0.35 0.50 0.40 0.50 0.40 表表3.10 摩擦面抗滑移系數(shù)摩擦面抗滑移系數(shù) 值值 第三章第三章 連連 接接第三章第三章 連連 接接第三章第三章 連連 接接第四章第四章 鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)的連接 試驗證明，摩擦面涂紅丹防銹漆后，抗滑移系數(shù)小于試驗證明，摩擦面涂紅丹防銹漆后，抗滑移系數(shù)小于0.150.15，故，故 摩擦面應(yīng)摩擦面應(yīng)嚴(yán)禁涂紅丹嚴(yán)禁涂紅丹。另外，連接在潮濕或淋雨條件下拼裝，也會。另外，連接在潮濕或淋雨條件下拼裝，也會 降低降低 值，故應(yīng)采取有效措施保證連接處表面的干燥。值，故應(yīng)采取

38、有效措施保證連接處表面的干燥。 第三章第三章 連連 接接 高強度螺栓摩擦型連接計算高強度螺栓摩擦型連接計算 1.受剪連接承載力受剪連接承載力 單個高強度螺栓抗剪承載力設(shè)計值單個高強度螺栓抗剪承載力設(shè)計值: : 0.90.9抗力分項系數(shù)抗力分項系數(shù) R R的倒數(shù)的倒數(shù)( ( R R=1.111);=1.111); nf f傳力摩擦面數(shù)目傳力摩擦面數(shù)目; ; 摩擦面抗滑移系數(shù)摩擦面抗滑移系數(shù); ; P P預(yù)拉力設(shè)計值預(yù)拉力設(shè)計值. . )49. 3(9 . 0 f b v PnN 2.受拉連接承載力受拉連接承載力 )50. 3(8 . 0 b t PN 規(guī)范規(guī)定偏安全考慮規(guī)范規(guī)定偏安全考慮單個高強

39、度螺栓抗拉承載力設(shè)計值單個高強度螺栓抗拉承載力設(shè)計值: : 第三章第三章 連連 接接第三章第三章 連連 接接第三章第三章 連連 接接第四章第四章 鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)的連接 第三章第三章 連連 接接 Chapter 3 Connections )53. 3(1 b v v b t t N N N N 和和抗抗剪剪承承載載力力設(shè)設(shè)計計值值。單單個個高高強強度度螺螺栓栓的的抗抗拉拉、 ；擔(dān)擔(dān)的的拉拉力力和和剪剪力力設(shè)設(shè)計計值值外外力力作作用用下下每每個個螺螺栓栓承承、 b v b t vt NN NN 3.3.同時承受剪力和拉力連接的承載力同時承受剪力和拉力連接的承載力 實驗結(jié)果表明實驗結(jié)果表明，外

40、加剪力和拉力與高，外加剪力和拉力與高 強螺栓的受拉、受剪承載力設(shè)計值強螺栓的受拉、受剪承載力設(shè)計值 之間關(guān)系如，之間關(guān)系如，用線性相關(guān)方程近似用線性相關(guān)方程近似 表示破壞模式表示破壞模式，故規(guī)范規(guī)定，故規(guī)范規(guī)定 在在V和和N共同作用下應(yīng)滿足下式：共同作用下應(yīng)滿足下式： 第三章第三章 連連 接接第三章第三章 連連 接接第三章第三章 連連 接接第四章第四章 鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)的連接 第三章第三章 連連 接接 4.9.3 4.9.3 高強度螺栓承壓型連接計算高強度螺栓承壓型連接計算 1.受剪連接承載力受剪連接承載力 高強度螺栓承壓型連接的計算方法與普通螺栓連接相同。高強度螺栓承壓型連接的計算方法與普

41、通螺栓連接相同。 b v 2 e v b v 4 f d nN 受剪承載力：受剪承載力： b c b c f tdN b c b v NNN b ，min min 單栓抗剪承載力：單栓抗剪承載力： 承壓承載力承壓承載力： 承壓型連接高強螺栓，承壓型連接高強螺栓，Ntb應(yīng)按普通螺栓的公式計算。但抗拉強應(yīng)按普通螺栓的公式計算。但抗拉強 度設(shè)計值不同，取度設(shè)計值不同，取 ftb= 0.48fub。 2.受拉連接承載力受拉連接承載力 b t 2 e b te b t 4 f d fAN 第三章第三章 連連 接接第三章第三章 連連 接接第三章第三章 連連 接接第三章第三章 連連 接接第四章第四章 鋼結(jié)構(gòu)

42、的連接鋼結(jié)構(gòu)的連接 第三章第三章 連連 接接 1 2 b t t 2 b v v N N N N 2 . 1 b c v N N 為了防止孔壁的承壓破壞，應(yīng)滿足：為了防止孔壁的承壓破壞，應(yīng)滿足： 系數(shù)系數(shù)1.21.2是考慮由于外拉力的存在導(dǎo)致高強度螺栓的承壓承載是考慮由于外拉力的存在導(dǎo)致高強度螺栓的承壓承載 力降低的修正系數(shù)。力降低的修正系數(shù)。 3.同時承受剪力和拉力連接的承載力同時承受剪力和拉力連接的承載力 對于高強度螺栓承壓型連接在剪力和拉力共同作用下計算對于高強度螺栓承壓型連接在剪力和拉力共同作用下計算 方法與普通螺栓相同。方法與普通螺栓相同。 第三章第三章 連連 接接第三章第三章 連連

43、 接接第三章第三章 連連 接接第三章第三章 連連 接接第四章第四章 鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)的連接 第三章第三章 連連 接接 Chapter 3 Connections 4.9.4 4.9.4 高強螺栓群連接的計算高強螺栓群連接的計算 （1 1）軸心受剪）軸心受剪 圖圖4.9.3 軸心受剪軸心受剪 設(shè)一側(cè)的螺栓數(shù)為設(shè)一側(cè)的螺栓數(shù)為n，平均受，平均受 剪，承受外力剪，承受外力N。軸力通過螺。軸力通過螺 栓群的形心，栓群的形心，所需螺栓數(shù)目所需螺栓數(shù)目： Nbmin相應(yīng)連接類型單個高強螺栓抗剪承載力設(shè)計值。相應(yīng)連接類型單個高強螺栓抗剪承載力設(shè)計值。 分析方法和計算公式與普通螺栓同。分析方法和計算公式與普

44、通螺栓同。 1.高強度螺栓群受剪高強度螺栓群受剪 對于摩擦型連接：對于摩擦型連接： b v N N n 對于承壓型連接：對于承壓型連接： b min N N n 第三章第三章 連連 接接第三章第三章 連連 接接第三章第三章 連連 接接第四章第四章 鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)的連接 第三章第三章 連連 接接第三章第三章 連連 接接第三章第三章 連連 接接第三章第三章 連連 接接第三章第三章 連連 接接第四章第四章 鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)的連接 凈截面拉力凈截面拉力: 凈截面拉應(yīng)力凈截面拉應(yīng)力: 1 nn 10.5 nNN f AnA （） 1 10.5 n NN n （） 構(gòu)件凈截面強度構(gòu)件凈截面強度：對于

45、承壓型連接，驗算與普通螺栓相同；對于摩對于承壓型連接，驗算與普通螺栓相同；對于摩 擦型連接，要考慮孔前傳力的影響（占螺栓傳力的擦型連接，要考慮孔前傳力的影響（占螺栓傳力的50%） （2 2）高強度螺栓群非軸心受剪）高強度螺栓群非軸心受剪 在扭矩或扭矩和剪力共同作用時的抗剪計算方法與普通螺栓群在扭矩或扭矩和剪力共同作用時的抗剪計算方法與普通螺栓群 相同，但應(yīng)該采用高強度螺栓承載力設(shè)計值進行計算。相同，但應(yīng)該采用高強度螺栓承載力設(shè)計值進行計算。 第三章第三章 連連 接接 Chapter 3 Connections 2.高強度螺栓群受拉高強度螺栓群受拉 （1 1）軸心受拉）軸心受拉 (4.71)對于

46、摩擦型連接：對于摩擦型連接：PN8 . 0 b t b t N N n 高強度螺栓連接所需的螺栓數(shù)目：高強度螺栓連接所需的螺栓數(shù)目： （2 2）高強度螺栓群受彎矩作用）高強度螺栓群受彎矩作用 由于高強度螺栓的抗拉承載力一般總小于其預(yù)拉力由于高強度螺栓的抗拉承載力一般總小于其預(yù)拉力P P，故在彎矩作用，故在彎矩作用 下，連接板件接觸面始終處于緊密接觸狀態(tài)，彈性性能較好，可認(rèn)下，連接板件接觸面始終處于緊密接觸狀態(tài)，彈性性能較好，可認(rèn) 為是一個整體為是一個整體, ,所以所以假定連接的中和軸與螺栓群形心軸重合假定連接的中和軸與螺栓群形心軸重合，最外側(cè)，最外側(cè) 螺栓受力最大。螺栓受力最大。 第三章第三章

47、 連連 接接第三章第三章 連連 接接第三章第三章 連連 接接第四章第四章 鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)的連接 第三章第三章 連連 接接 Chapter 3 Connections M M 1 2 3 4 y1 y2 N1 N2 N3 N4 受壓區(qū)受壓區(qū) 中中 和和 軸軸 nny NyNyNM 2211 由力學(xué)知識可得：由力學(xué)知識可得： n n y N y N y N y N 3 3 2 2 1 1 )72. 4( b t 1 2 1 1 N y yM N n i i 因此，設(shè)計時只要滿足下式即可：因此，設(shè)計時只要滿足下式即可： 第三章第三章 連連 接接第三章第三章 連連 接接第三章第三章 連連 接接第四

48、章第四章 鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)的連接 第三章第三章 連連 接接 Chapter 3 Connections b t 1 2 1 1 N y yM n N N n i i N e 1 2 3 4 M=Ne N y1 y2 N1 N2 N3 N4 中中 和和 軸軸 M作用下作用下 N作用下作用下 （3 3）高強度螺栓群偏心受拉）高強度螺栓群偏心受拉 偏心力作用下的高強度螺栓連接，螺栓最大拉力不應(yīng)大于偏心力作用下的高強度螺栓連接，螺栓最大拉力不應(yīng)大于0.80.8P P，以，以 保證板件緊密貼合，端板不會被拉開，所以摩擦型和承壓型均可采保證板件緊密貼合，端板不會被拉開，所以摩擦型和承壓型均可采 用疊加法

49、計算用疊加法計算: : 第三章第三章 連連 接接第三章第三章 連連 接接第三章第三章 連連 接接第四章第四章 鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)的連接 第三章第三章 連連 接接 Chapter 3 Connections 3.3.高強度螺栓群承受拉力、彎矩和剪力共同作用下高強度螺栓群承受拉力、彎矩和剪力共同作用下 1 1號螺栓受到最大拉力，應(yīng)滿足：號螺栓受到最大拉力，應(yīng)滿足： P y My n N N8 . 0 2 i 1 t （1 1）摩擦型連接的計算）摩擦型連接的計算 M N V 1 2 3 4 M=Ne N y1 y2 N1 N2 N3 N4 中中 和和 軸軸 M作用下作用下 N作用下作用下 V V作用

50、下作用下 )74. 4(1 b v v b t t N N N N 承受剪力和拉力作用時，應(yīng)滿足：承受剪力和拉力作用時，應(yīng)滿足： 圖圖4.9.4 摩擦型連接高強度螺栓的內(nèi)力分布摩擦型連接高強度螺栓的內(nèi)力分布 第三章第三章 連連 接接第三章第三章 連連 接接第三章第三章 連連 接接第四章第四章 鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)的連接 第三章第三章 連連 接接 Chapter 3 Connections vft 0.91.25 b NnPN (4.73) 將將Nbv=0.9nf P 和和Nbt=0.8P帶入上式得帶入上式得,摩擦型連接摩擦型連接單個拉剪單個拉剪高強螺栓高強螺栓 的抗剪承載力設(shè)計值：的抗剪承載力設(shè)

51、計值： b t t b vv N N NN1 可改寫為：可改寫為： 2 i t y My n N N i i 在彎矩和拉力共同作用下，高強螺栓群中的拉力各不相同，即：在彎矩和拉力共同作用下，高強螺栓群中的拉力各不相同，即： 當(dāng)當(dāng)Nti 0時，取時，取Nti 0。 第三章第三章 連連 接接第三章第三章 連連 接接第三章第三章 連連 接接第四章第四章 鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)的連接 式中式中Nt0.8P 由于隨Nt的增大而減小，且隨Nt的增大，板件間的擠壓力減小， 故連接的抗剪能力比只受剪力（ ）時下降。0.9 b Vf NnP 第三章第三章 連連 接接 Chapter 3 Connections 則剪

52、力則剪力V作用下，螺栓群抗剪計算按下式：作用下，螺栓群抗剪計算按下式： 11ft1 0.91.25 b VV NNnPN (4.75) 第三章第三章 連連 接接第三章第三章 連連 接接第三章第三章 連連 接接第四章第四章 鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)的連接 最不利抗剪螺栓最不利抗剪螺栓“1 1”的抗剪承載力計算按下式：的抗剪承載力計算按下式： 整個連接的螺栓群抗剪計算按下式：整個連接的螺栓群抗剪計算按下式： fti 11 0.91.25 nn b Vi ii VNnPN (4.76) 式中式中Nti0.8P 2 i t y My n N N i i 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Princ

53、iples of Steel Structure 第三章第三章 連連 接接 Chapter 3 Connections (2) (2) 承壓型連接的計算承壓型連接的計算 承壓型高強度螺栓的抗剪承載力設(shè)計值與普通螺栓計算相同，承壓型高強度螺栓的抗剪承載力設(shè)計值與普通螺栓計算相同， 分螺栓桿抗剪和孔壁承壓兩部分。分螺栓桿抗剪和孔壁承壓兩部分。 同時承受剪力和桿軸方向拉力的承壓型高強度螺栓，應(yīng)滿足：同時承受剪力和桿軸方向拉力的承壓型高強度螺栓，應(yīng)滿足： 1 2 b t t 2 b v v N N N N （4.56） 2 . 1 b c v N N （4.67） Nv、Nt最危險螺栓受到最危險螺栓受

54、到 的剪力、拉力。的剪力、拉力。 Nvb 、Ncb 、Ntb一個承一個承 壓型高強螺栓的抗剪、承壓、壓型高強螺栓的抗剪、承壓、 抗拉承載力設(shè)計值。抗拉承載力設(shè)計值。 第三章第三章 連連 接接 Chapter 3 Connections 例例4.6 驗算如圖所示端板和柱翼緣間普通螺栓的連接強度。普驗算如圖所示端板和柱翼緣間普通螺栓的連接強度。普 通螺栓通螺栓4.6級，級，M22，孔徑，孔徑23.5mm。螺栓群有。螺栓群有2列，列，6排，螺栓排，螺栓 總數(shù)總數(shù)12. N M o N1 N=245kN a) N=245kN o 柱翼緣柱翼緣 節(jié)點板節(jié)點板 端板端板 N1 b) 計算模型可為（計算模型

55、可為（a圖）或（圖）或（b圖）。圖）。 a圖彎曲轉(zhuǎn)動中心在螺栓群的形圖彎曲轉(zhuǎn)動中心在螺栓群的形 心處稱小偏心；心處稱小偏心； b圖彎曲轉(zhuǎn)動中心在端板上圖彎曲轉(zhuǎn)動中心在端板上1號螺栓處，稱大偏心。號螺栓處，稱大偏心。 第三章第三章 連連 接接第三章第三章 連連 接接第三章第三章 連連 接接第四章第四章 鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)的連接 第三章第三章 連連 接接 Chapter 3 Connections N M o N1 N=245kN a) 1 步驟步驟2 算危險螺栓拉力算危險螺栓拉力 每排螺栓有兩列，每排螺栓有兩列，m=2 一共一共6排螺栓，螺栓總數(shù)排螺栓，螺栓總數(shù)12，n=12 計算計算 步驟步驟

56、1 算荷載算荷載 N=245kN，e=13cm， M=Ne=24513=3185kN.cm 假定轉(zhuǎn)動中心在螺栓群的形心處，則假定轉(zhuǎn)動中心在螺栓群的形心處，則 y1=20cm, yi2=2202+2122+242=1120cm。 M引起的引起的1點拉應(yīng)力：點拉應(yīng)力： N1M=My1/(myi2) N1M=My1/(m yi2) =318520/（21120）=28.44kN 第三章第三章 連連 接接第三章第三章 連連 接接第三章第三章 連連 接接第四章第四章 鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)的連接 第三章第三章 連連 接接 Chapter 3 Connections 最外排的螺栓拉力：最外排的螺栓拉力：Nmi

57、n=20.42-28.440 N引起的引起的1點拉應(yīng)力：點拉應(yīng)力： N1N=N/n=245/12=20.42kN 計算結(jié)果連接上部受壓，構(gòu)件應(yīng)繞頂排螺栓轉(zhuǎn)動，則計算結(jié)果連接上部受壓，構(gòu)件應(yīng)繞頂排螺栓轉(zhuǎn)動，則1點所受的最點所受的最 大拉力為大拉力為 N=245kN o 柱翼緣柱翼緣 節(jié)點板節(jié)點板 端板端板 N1 b) e =33cm，m=2，y1=40cm yi2=402+322+242+162+82 =3520cm2 kN9 .45 35202 4033245 2 1 max1 i ym yeN N 第三章第三章 連連 接接第三章第三章 連連 接接第三章第三章 連連 接接第四章第四章 鋼結(jié)構(gòu)的

58、連接鋼結(jié)構(gòu)的連接 第三章第三章 連連 接接 Chapter 3 Connections 步驟步驟4 強度判斷強度判斷 Nmax1 Ntb （45.9kN51.58kN) 滿足強度要求滿足強度要求 步驟步驟3 確定螺栓承載力設(shè)計值確定螺栓承載力設(shè)計值Ntb Ntb =Aeftb P90查表查表4.11，ftb=170N/mm2 P384查附表查附表14，Ae=303.4mm2 （M22螺栓計算凈截面面積）螺栓計算凈截面面積） Ntb=303.417010-3=51.58kN 第三章第三章 連連 接接第三章第三章 連連 接接第三章第三章 連連 接接第四章第四章 鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)的連接 第三章第三

59、章 連連 接接 Chapter 3 Connections 例例4.7 驗算如圖所示普通螺栓連接強度。螺栓驗算如圖所示普通螺栓連接強度。螺栓M20C級，孔徑級，孔徑 21.5mm，材料為，材料為Q235。螺栓群有螺栓群有2列，列，2排，螺栓總數(shù)排，螺栓總數(shù)4 步驟步驟1 計算螺栓上的力計算螺栓上的力 N=1003/5=60kN V=1004/5=80kN 分析螺栓受力狀態(tài)分析螺栓受力狀態(tài) 荷載荷載P通過螺栓截面形心通過螺栓截面形心O，分解，分解 后得剪力后得剪力V和拉力和拉力N，螺栓處于既，螺栓處于既 受拉又受剪的狀態(tài)。受拉又受剪的狀態(tài)。 P=100kN 5 4 3 o 計算計算 Nv=V/n

60、=80/4=20kN Nt=N/n=60/4=15kN 第三章第三章 連連 接接第三章第三章 連連 接接第三章第三章 連連 接接第四章第四章 鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)的連接 第三章第三章 連連 接接 Chapter 3 Connections 步驟步驟3 用相關(guān)公式驗算強度用相關(guān)公式驗算強度 22 22 vt bb vt 2015 0.58 1 43.9641.6 NN NN 步驟步驟2 計算螺栓抗拉、抗剪承載力設(shè)計值計算螺栓抗拉、抗剪承載力設(shè)計值 V=80 N=60 Nv=20kN Ncb =2020305 10-3=122kN 滿足設(shè)計要求滿足設(shè)計要求 Ntb=Aeftb=244.8170 10