鋼結(jié)構(gòu)的連接-螺栓連接的構(gòu)造和計(jì)算

材料高強(qiáng)螺桿和與之配套螺母、墊圈的合稱連接副。高強(qiáng)度螺栓常用鋼材有優(yōu)質(zhì)碳素鋼中的45號(hào)鋼，合金鋼中的20錳鈦硼鋼等。制成的螺栓有8.8級(jí)和10.9級(jí)。常見的形式有大六角頭型、扭剪型。一、高強(qiáng)度螺栓連接副的形式分類按受力特征的不同高強(qiáng)度螺栓分為兩類，摩擦型高強(qiáng)度螺栓—通過板件間摩擦力傳遞內(nèi)力，破壞準(zhǔn)則為克服摩擦力；承壓型高強(qiáng)度螺栓—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。高強(qiáng)度螺栓孔應(yīng)用鉆孔。摩擦型高強(qiáng)度螺栓因受力時(shí)不產(chǎn)生滑移，其孔徑比螺栓公稱直徑可稍大，一般采用大1.5mm（M16）或2.0mm（>=M20）;承壓型高強(qiáng)螺栓則比上列數(shù)值分別減小0.5mm,一般采用1.0mm(M16)或1.5mm（>=M20）。二、高強(qiáng)度螺栓連接的受力性能1.抗剪連接受力性能1）由于高強(qiáng)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)連接受剪時(shí)，主要依靠摩擦力傳力的高強(qiáng)度螺栓連接的抗剪承載力可達(dá)到1點(diǎn)。通過1點(diǎn)后，連接產(chǎn)生了滑移，當(dāng)栓桿與孔壁接觸后，連接又可繼續(xù)承載直到破壞。高強(qiáng)度螺栓NδO12341234普通螺栓abNN/2N/22）對(duì)于高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接，其破壞準(zhǔn)則為板件發(fā)生相對(duì)滑移，因此其極限狀態(tài)為1點(diǎn)，所以1點(diǎn)的承載力即為一個(gè)高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接的抗剪承載力。（一）高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接二、高強(qiáng)度螺栓連接的受力性能2.抗拉連接受力性能高強(qiáng)度螺栓連接由于預(yù)拉力作用，構(gòu)件間在承受外力作用前已經(jīng)有較大的擠壓力。高強(qiáng)度螺栓受到外拉力作用時(shí)，首先要抵消這種擠壓力，在克服擠壓力之前，螺桿的預(yù)拉力基本不變。（二）高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接二、高強(qiáng)度螺栓連接的受力性能3.同時(shí)承受剪力和外拉力連接的受力性能當(dāng)螺栓所受外拉力

時(shí)，雖然螺桿中預(yù)拉力

基本不變，但板間壓力將減少到。這時(shí)接觸面的抗滑移系數(shù)μ也有所降低，而且

值隨

的增大而減小。現(xiàn)行《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》用

乘1.125的系數(shù)來考慮

值降低的不利影響。故一個(gè)摩擦型連接高強(qiáng)度螺栓有拉力作用時(shí)的抗剪承載力設(shè)計(jì)值為：（二）高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接二、高強(qiáng)度螺栓連接的受力性能高強(qiáng)度螺栓承壓型連接的受力性能與普通螺栓基本相同。（二）高強(qiáng)度螺栓承壓型連接【例1】試設(shè)計(jì)一雙蓋板拼接的鋼板連接。鋼材為Q235—B，高強(qiáng)度螺栓為8.8級(jí)的M20，連接處的構(gòu)件接觸面采用噴砂處理，作用在螺栓形心處的軸心拉力設(shè)計(jì)值N=800kN，試設(shè)計(jì)此連接。

普通螺栓的計(jì)算示例

二、螺栓的排列B錯(cuò)列A并列中距中距邊距邊距端距螺栓的排列應(yīng)滿足：受力要求構(gòu)造要求施工要求普通螺栓的計(jì)算示例

1）受力要求任意方向的中距、邊距和端距不能過小，以防止鋼板截面過度削弱而承載力不足；對(duì)于受壓構(gòu)件，中距不能太大，以防止連接板件發(fā)生鼓曲。2）構(gòu)造要求螺栓的邊距和中距不宜太大，以免板件間貼合不密，潮氣侵入腐蝕鋼材。3）施工要求為了便于扳手?jǐn)Q緊螺母，螺栓中距應(yīng)不小于3do。普通螺栓的計(jì)算示例

螺栓的最大、最小容許距離普通螺栓的計(jì)算示例

單螺栓承載力設(shè)計(jì)值∑t—連接接頭一側(cè)承壓構(gòu)件總厚度的較小值。fcb—螺栓孔壁承壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；單螺栓抗剪承載力：抗剪承載力：承壓承載力：dnv—剪切面數(shù)目；d—螺栓桿直徑；fvb—螺栓抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；N/2NN/2普通螺栓的計(jì)算示例

剪切面數(shù)目nvNNNN/2N/2N/2N/3N/3N/3N/2普通螺栓的計(jì)算示例

當(dāng)l1＞l5d0后，各螺桿所受內(nèi)力不易均勻，端部螺栓首先達(dá)到極限強(qiáng)度而破壞，隨后由外向里依次破壞。為防止端部螺栓提前破壞，當(dāng)l1＞l5d0

時(shí)，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：普通螺栓群長(zhǎng)連接螺栓