鋼結(jié)構(gòu)螺栓連接

1、鋼結(jié)構(gòu)螺栓連接第1頁，共18頁，2022年，5月20日，23點13分，星期三螺栓的代號用字母M與公稱直徑的毫米數(shù)表示，如M16、M18等，常用的螺栓是M16，M20和M24。C級螺栓由未經(jīng)加工的圓鋼壓制而成。由于螺栓表面粗糙，一般采用在單個零件上一次沖成或不用鉆模鉆成的孔（類孔）。螺栓孔的直徑比螺栓桿的直徑大1.53mm。對于采用C級螺栓的連接，由于螺桿與栓孔之間有較大的間隙，受剪力作用時，將會產(chǎn)生較大的剪切滑移，連接的變形大。但安裝方便，且能有效地傳遞拉力，故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。第2頁，共18頁，2022年，5月20日，23點13分，星

2、期三A、B級精制螺栓是由毛坯在車床上經(jīng)過切削加工精制而成。表面光滑，尺寸準確，螺桿直徑與螺栓孔徑相同，但螺桿直徑僅允許負公差，螺栓孔直徑僅允許正公差，對成孔質(zhì)量要求高。由于有較高的精度，因而受剪性能好。但制作和安裝復雜，價格較高，已很少在鋼結(jié)構(gòu)中采用。2.普通螺栓連接普通螺栓連接的連接件包括螺栓桿、螺母和墊圈。普通螺栓用普通碳素結(jié)構(gòu)鋼或低合金結(jié)構(gòu)鋼制成；分粗制螺栓和精制螺栓兩種。第3頁，共18頁，2022年，5月20日，23點13分，星期三粗制螺栓由未經(jīng)加工的圓桿制成，螺栓孔徑比螺栓桿徑大1.01.5毫米，制作簡單，安裝方便，但受剪切時性能較差，只用于次要構(gòu)件的連接或工地臨時固定，或用在借螺栓

3、傳遞拉力的連接上。精制螺栓由棒鋼在車床上切削加工制成，桿徑比孔徑小0.30.5毫米，其受剪力的性能優(yōu)于粗制螺栓，但由于制作和安裝都比較復雜，很少應用。普通螺栓連接按受力情況可分為抗剪連接和抗拉連接，也有同時抗剪和抗拉的?？辜暨B接又有單面受剪和雙面受剪以及多面受剪等不同情況。第4頁，共18頁，2022年，5月20日，23點13分，星期三3、高強度螺栓連接高強度螺栓連接件亦由螺栓桿、螺母和墊圈組成。由強度較高的鋼（如20錳鈦硼、40硼、45號鋼）經(jīng)過熱處理制成。高強度螺栓連接用特殊扳手擰緊高強度螺栓，對其施加規(guī)定的預拉力。高強度螺栓抗剪連接按其傳力方式分為摩擦型和剪壓型（或稱承壓型）兩類。第5頁，

4、共18頁，2022年，5月20日，23點13分，星期三高強度螺栓分大六角頭型和扭剪型兩種。安裝時通過特別的板手，以較大的扭矩上緊螺帽，使螺桿產(chǎn)生很大的預拉力。高強螺栓的預拉力把被連接的部件夾緊，使部件的接觸面間產(chǎn)生很大的摩擦力，外力通過摩擦力來傳遞。這種連接稱為高強度螺栓摩擦型連接。它的優(yōu)點是施工方便，對構(gòu)件的削弱較小，可拆換，能承受動力荷載，耐疲勞，韌性和塑性好，包含了普通螺栓和鉚釘連接的各自優(yōu)點，目前已成為代替鉚接的優(yōu)良連接形式。另外，高強度螺釘也可同普通螺栓一樣，允許接觸面滑移，依靠螺栓桿和螺栓孔之間的承壓來傳力。這種連接稱為高強度螺栓承壓型連接。第6頁，共18頁，2022年，5月20日

5、，23點13分，星期三扭剪型高強度螺栓第7頁，共18頁，2022年，5月20日，23點13分，星期三摩擦型高強度螺栓抗剪連接（圖3.38）,依靠被夾緊板束接觸面的摩擦力傳力,一旦摩擦力被克服,被連接的構(gòu)件發(fā)生相對滑移,即認為達到破壞狀態(tài)。而剪壓型高強度螺栓抗剪連接，則假設(shè)板束接觸面間的摩擦力被克服后，栓桿與孔壁(孔徑比桿徑大1.01.5毫米）接觸,借螺栓抗剪和孔壁承壓來傳力（圖3.35a）。大六角高強度螺栓第8頁，共18頁，2022年，5月20日，23點13分，星期三二、螺栓的排列1.并列簡單、整齊、緊湊所用連接板尺寸小，但構(gòu) 件截面削弱大；B 錯列A 并列中距中距邊距邊距端距2.錯列排列不緊

6、湊，所用連接板尺寸大，但構(gòu)件截 面削弱小； 第9頁，共18頁，2022年，5月20日，23點13分，星期三三、螺栓在構(gòu)件上的排列應滿足受力、構(gòu)造和施工要求：（1）受力要求：在受力方向螺栓的端距過小時，鋼材有剪斷或撕裂的可能。各排螺栓距和線距太小時，構(gòu)件有沿折線或直線破壞的可能。對受壓構(gòu)件，當沿作用方向螺栓距過大時，被連板間易發(fā)生鼓曲和張口現(xiàn)象。（2）構(gòu)造要求：螺栓的中矩及邊距不宜過大，否則鋼板間不能緊密貼合，潮氣侵入縫隙使鋼材銹蝕。（3）施工要求：要保證一定的空間，便于轉(zhuǎn)動螺栓板手擰緊螺帽。第10頁，共18頁，2022年，5月20日，23點13分，星期三四、螺栓的其他構(gòu)造要求螺栓連接除了滿足上

7、述螺栓排列的容許距離外，根據(jù)不同情況尚應滿足下列構(gòu)造要求：（1）為了使連接可靠，每一桿件在節(jié)點上以及拼接接頭的一端，永久性螺栓數(shù)不宜少于兩個。但根據(jù)實踐經(jīng)驗，對于組合構(gòu)件的綴條，其端部連接可采用一個螺栓。（2）對直接承受動力荷載的普通螺栓連接應采用雙螺帽或其他防止螺帽松動的有效措施。例如采用彈簧墊圈，或?qū)⒙菝被蚵輻U焊死等方法。第11頁，共18頁，2022年，5月20日，23點13分，星期三（3）由于C級螺栓與孔壁有較大間隙，只宜用于沿其桿軸方向受拉的連接。承受靜力荷載結(jié)構(gòu)的次要連接、可拆卸結(jié)構(gòu)的連接和臨時固定構(gòu)件用的安裝連接中，也可用C級螺栓受剪。但在重要的連接中，例如：制動梁或吊車梁上翼緣與

8、柱的連接，由于傳遞制動梁的水平支承反力，同時受到反復動力荷載作用，不得采用C級螺栓。柱間支撐與柱的連接，以及在柱間支撐處吊車梁下翼緣的連接，因承受著反復的水平制動力和卡軌力，應優(yōu)先采用高強度螺栓。（4）沿桿軸方向受拉的螺栓連接中的端板（法蘭板），應適當加強其剛度（如加設(shè)加勁肋），以減少撬力對螺栓抗拉承載力的不利影響。第12頁，共18頁，2022年，5月20日，23點13分，星期三五、輕鋼結(jié)構(gòu)的緊固件連接在冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)中經(jīng)常采用自攻螺釘（self drilling screws）、鋼拉鉚釘（steel blind rivets）、射釘（powder-actuated fasteners）等機

9、械式緊固件連接方式，主要用于壓型鋼板之間和壓型鋼板與冷彎型鋼等支承構(gòu)件之間的連接。自攻螺釘有兩種類型，一類為一般的自攻螺釘，需先行在被連板件和構(gòu)件上鉆一定大小的孔后，再用電動板子或扭力板子將其擰入連接板的孔中；一類為自鉆自攻螺釘，無需預先鉆孔，可直接用電動板子自行鉆孔和攻入被連板件。第13頁，共18頁，2022年，5月20日，23點13分，星期三拉鉚釘有鋁材和鋼材制作的二類，為防止電化學反應，輕鋼結(jié)構(gòu)均采用鋼制拉鉚釘。射釘由帶有錐桿和固定帽的桿身與下部活動帽組成，靠射釘槍的動力將射釘穿過被連板件打入母材基體中。射釘只用于薄板與支承構(gòu)件（如檁條、墻梁等）的連接。五、輕鋼結(jié)構(gòu)緊固件連接的構(gòu)造和計算

10、1、緊固件連接的構(gòu)造要求用于薄壁型鋼結(jié)構(gòu)中的緊固件應滿足下述構(gòu)造要求：第14頁，共18頁，2022年，5月20日，23點13分，星期三（1）抽芯鉚釘（拉鉚釘）和自攻螺釘?shù)尼旑^部分應靠在較薄的板件一側(cè)。連接件的中距和端距不得小于連接件直徑的3倍，邊距不得小于連接件直徑的1.5倍。受力連接中的連接件不宜少于2個。（2）抽芯鉚釘?shù)倪m用直徑為2.66.4mm，在受力蒙皮結(jié)構(gòu)中宜選用直徑不小于4mm的抽芯鉚釘；自攻螺釘?shù)倪m用直徑為3.08.0mm，在受力蒙皮結(jié)構(gòu)中宜選用直徑不小于5mm的自攻螺釘。第15頁，共18頁，2022年，5月20日，23點13分，星期三（3）自攻螺釘連接的板件上的預制孔徑d0應符合下式要求： (3.6)且 (3.7)式中 d 自攻螺釘?shù)墓Q直徑（mm）； tt 被連接板的總厚度（mm）。第16頁，共18頁，2022年，5月20日，23點13分，星期三（4）射釘只用于薄板與支承構(gòu)件（即基材如檁條）的連接。射釘?shù)拈g距不得小于射釘直徑的4.5倍，且其中距不得小于20mm，到基材的端部和邊緣的距離不得小于15mm，射釘?shù)倪m用直徑為3.76.0mm。射釘?shù)拇┩干疃龋ㄖ干溽敿舛说交谋砻娴?/p>