1、2009.11 2009.11 長(zhǎng)沙長(zhǎng)沙 中南大學(xué)橋梁工程系中南大學(xué)橋梁工程系 第第5 5章章 鋼結(jié)構(gòu)的緊固件連接鋼結(jié)構(gòu)的緊固件連接5.1 概述5.2 螺栓的排列5.3 普通螺栓連接的工作性能5.4 普通螺栓連接的計(jì)算5.5 高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接計(jì)算第 5 章 鋼結(jié)構(gòu)的緊固件連接2009.11 2009.11 長(zhǎng)沙長(zhǎng)沙 中南大學(xué)橋梁工程系中南大學(xué)橋梁工程系 第第5 5章章 鋼結(jié)構(gòu)的緊固件連接鋼結(jié)構(gòu)的緊固件連接5.1 概述緊固件連接緊固件連接螺栓：螺栓： 普通螺栓：精制螺栓普通螺栓：精制螺栓(A(A、B B級(jí)級(jí)) ) 粗制螺栓粗制螺栓(C(C級(jí)級(jí)) ) 高強(qiáng)度螺栓：承壓型、摩擦型高強(qiáng)度螺栓：承壓

2、型、摩擦型鉚釘：鉚釘：釘連接：釘連接： ( (射釘、自攻螺釘、焊釘射釘、自攻螺釘、焊釘) )2009.11 2009.11 長(zhǎng)沙長(zhǎng)沙 中南大學(xué)橋梁工程系中南大學(xué)橋梁工程系 第第5 5章章 鋼結(jié)構(gòu)的緊固件連接鋼結(jié)構(gòu)的緊固件連接工廠構(gòu)件焊接、工地節(jié)點(diǎn)螺栓連接工廠構(gòu)件焊接、工地節(jié)點(diǎn)螺栓連接鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展方向鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展方向優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)施工簡(jiǎn)單，裝拆方便，對(duì)安裝工的要求高施工簡(jiǎn)單，裝拆方便，對(duì)安裝工的要求高 摩擦型高強(qiáng)度螺栓連接動(dòng)力性能好摩擦型高強(qiáng)度螺栓連接動(dòng)力性能好耐疲勞，易阻止裂紋擴(kuò)展耐疲勞，易阻止裂紋擴(kuò)展缺點(diǎn)缺點(diǎn)費(fèi)料、開(kāi)孔截面削弱費(fèi)料、開(kāi)孔截面削弱螺栓孔加工精度要求高螺栓孔加工精度要求高螺栓連接的特點(diǎn)螺栓

3、連接的特點(diǎn)2009.11 2009.11 長(zhǎng)沙長(zhǎng)沙 中南大學(xué)橋梁工程系中南大學(xué)橋梁工程系 第第5 5章章 鋼結(jié)構(gòu)的緊固件連接鋼結(jié)構(gòu)的緊固件連接優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)塑性、韌性好，動(dòng)力性能好塑性、韌性好，動(dòng)力性能好缺點(diǎn)缺點(diǎn)費(fèi)料、加熱鉚合過(guò)程極其費(fèi)工費(fèi)料、加熱鉚合過(guò)程極其費(fèi)工目前承重鋼結(jié)構(gòu)連接中已很少應(yīng)用目前承重鋼結(jié)構(gòu)連接中已很少應(yīng)用鉚釘連接的特點(diǎn)鉚釘連接的特點(diǎn)2009.11 2009.11 長(zhǎng)沙長(zhǎng)沙 中南大學(xué)橋梁工程系中南大學(xué)橋梁工程系 第第5 5章章 鋼結(jié)構(gòu)的緊固件連接鋼結(jié)構(gòu)的緊固件連接栓釘將鋼板與混凝土板連接起來(lái)栓釘將鋼板與混凝土板連接起來(lái)栓釘承受剪力栓釘承受剪力栓焊釘連接的特點(diǎn)栓焊釘連接的特點(diǎn)2009.

4、11 2009.11 長(zhǎng)沙長(zhǎng)沙 中南大學(xué)橋梁工程系中南大學(xué)橋梁工程系 第第5 5章章 鋼結(jié)構(gòu)的緊固件連接鋼結(jié)構(gòu)的緊固件連接射射釘釘槍槍用于薄壁構(gòu)件壓型鋼板屋面板、墻板與梁、柱的連接用于薄壁構(gòu)件壓型鋼板屋面板、墻板與梁、柱的連接可采用射槍、鉚槍等專用工具安裝可采用射槍、鉚槍等專用工具安裝射釘、自攻螺釘?shù)奶攸c(diǎn)射釘、自攻螺釘?shù)奶攸c(diǎn)連接方法連接方法優(yōu)優(yōu) 點(diǎn)點(diǎn)缺缺 點(diǎn)點(diǎn)焊焊 接接對(duì)焊件幾何形體適應(yīng)性強(qiáng)，構(gòu)對(duì)焊件幾何形體適應(yīng)性強(qiáng)，構(gòu)造簡(jiǎn)單，省材省工，工效高，造簡(jiǎn)單，省材省工，工效高，連接連續(xù)性強(qiáng)連接連續(xù)性強(qiáng), ,可達(dá)到氣密和水可達(dá)到氣密和水密要求，節(jié)點(diǎn)剛度大密要求，節(jié)點(diǎn)剛度大對(duì)材質(zhì)要求高，焊接程序嚴(yán)格，質(zhì)

5、量對(duì)材質(zhì)要求高，焊接程序嚴(yán)格，質(zhì)量檢驗(yàn)工作量大檢驗(yàn)工作量大, ,要求高要求高; ;存在有焊接缺存在有焊接缺陷的可能，產(chǎn)生焊接應(yīng)力和焊接變形陷的可能，產(chǎn)生焊接應(yīng)力和焊接變形，導(dǎo)致材料脆化，對(duì)構(gòu)件的疲勞強(qiáng)度，導(dǎo)致材料脆化，對(duì)構(gòu)件的疲勞強(qiáng)度和穩(wěn)定性產(chǎn)生影響和穩(wěn)定性產(chǎn)生影響; ;一旦開(kāi)裂則裂縫開(kāi)一旦開(kāi)裂則裂縫開(kāi)展較快展較快, ,對(duì)焊工技術(shù)等級(jí)要求較高對(duì)焊工技術(shù)等級(jí)要求較高鉚鉚 接接傳力可靠，韌性和塑性好，質(zhì)傳力可靠，韌性和塑性好，質(zhì)量易于檢查，抗動(dòng)力性能好量易于檢查，抗動(dòng)力性能好費(fèi)鋼、費(fèi)工，開(kāi)孔對(duì)構(gòu)件截面有一費(fèi)鋼、費(fèi)工，開(kāi)孔對(duì)構(gòu)件截面有一定削弱定削弱普通螺栓普通螺栓連連 接接裝拆便利，設(shè)備簡(jiǎn)單裝拆便利

6、，設(shè)備簡(jiǎn)單粗制螺栓不宜受剪，精制螺栓加工粗制螺栓不宜受剪，精制螺栓加工和安裝難度較大，開(kāi)孔對(duì)構(gòu)件截面和安裝難度較大，開(kāi)孔對(duì)構(gòu)件截面有一定削弱有一定削弱高強(qiáng)螺栓高強(qiáng)螺栓連連 接接加工方便，可拆換，能承受動(dòng)加工方便，可拆換，能承受動(dòng)力荷載，耐疲勞，塑性、韌性力荷載，耐疲勞，塑性、韌性好好摩擦面處理及安裝工藝略為復(fù)雜，摩擦面處理及安裝工藝略為復(fù)雜，造價(jià)略高，對(duì)構(gòu)件截面削弱相對(duì)較造價(jià)略高，對(duì)構(gòu)件截面削弱相對(duì)較小，質(zhì)量檢驗(yàn)要求高小，質(zhì)量檢驗(yàn)要求高射釘、自射釘、自攻螺栓攻螺栓安裝方便，構(gòu)件無(wú)須預(yù)先處理安裝方便，構(gòu)件無(wú)須預(yù)先處理，適用于輕鋼、薄板結(jié)構(gòu)，適用于輕鋼、薄板結(jié)構(gòu)不能承受較大集中力不能承受較大集中力

7、基本連接方式對(duì)比基本連接方式對(duì)比2009.11 2009.11 長(zhǎng)沙長(zhǎng)沙 中南大學(xué)橋梁工程系中南大學(xué)橋梁工程系 第第5 5章章 鋼結(jié)構(gòu)的緊固件連接鋼結(jié)構(gòu)的緊固件連接（1） 螺栓的分類螺栓的分類普通螺栓普通螺栓A級(jí)級(jí)B級(jí)級(jí)C級(jí)級(jí)4.6級(jí)級(jí)4.8級(jí)級(jí)5.6級(jí)級(jí)8.8級(jí)級(jí)高強(qiáng)度螺栓高強(qiáng)度螺栓8.8級(jí)級(jí)10.9級(jí)級(jí)2009.11 2009.11 長(zhǎng)沙長(zhǎng)沙 中南大學(xué)橋梁工程系中南大學(xué)橋梁工程系 第第5 5章章 鋼結(jié)構(gòu)的緊固件連接鋼結(jié)構(gòu)的緊固件連接A級(jí)級(jí)B級(jí)區(qū)別：僅尺寸不同，級(jí)區(qū)別：僅尺寸不同，A級(jí)級(jí)d24，L 150mm；B級(jí)級(jí)d24，L150mm分類分類鋼材鋼材強(qiáng)度強(qiáng)度等級(jí)等級(jí)孔徑孔徑d0與與栓徑栓徑

8、d之差之差(mm)加工加工受力受力特點(diǎn)特點(diǎn)安裝安裝應(yīng)用應(yīng)用C級(jí)級(jí)粗制粗制螺栓螺栓普通普通碳素鋼碳素鋼Q2354.64.81.0 1.5粗糙粗糙尺寸不準(zhǔn)尺寸不準(zhǔn)成本低成本低抗剪差抗剪差抗拉好抗拉好方便方便承拉承拉應(yīng)用多應(yīng)用多臨時(shí)固定臨時(shí)固定A級(jí)級(jí)B級(jí)級(jí)精制精制螺栓螺栓優(yōu)質(zhì)優(yōu)質(zhì)碳素鋼碳素鋼45號(hào)鋼號(hào)鋼35號(hào)鋼號(hào)鋼8.80.30.5精度高精度高尺寸準(zhǔn)確尺寸準(zhǔn)確成本高成本高抗剪抗剪抗拉抗拉均好均好精度精度要求高要求高目前目前應(yīng)用應(yīng)用減少減少2009.11 2009.11 長(zhǎng)沙長(zhǎng)沙 中南大學(xué)橋梁工程系中南大學(xué)橋梁工程系 第第5 5章章 鋼結(jié)構(gòu)的緊固件連接鋼結(jié)構(gòu)的緊固件連接 I 類孔：孔壁粗糙度小，孔徑偏

9、差允許類孔：孔壁粗糙度小，孔徑偏差允許 + 0.25mm，對(duì)應(yīng)，對(duì)應(yīng)A、B級(jí)螺栓級(jí)螺栓II類孔：孔壁粗糙度大，孔徑偏差允許類孔：孔壁粗糙度大，孔徑偏差允許 + 1mm，對(duì)應(yīng)，對(duì)應(yīng)C級(jí)螺栓級(jí)螺栓（2） 螺栓孔的類別螺栓孔的類別2009.11 2009.11 長(zhǎng)沙長(zhǎng)沙 中南大學(xué)橋梁工程系中南大學(xué)橋梁工程系 第第5 5章章 鋼結(jié)構(gòu)的緊固件連接鋼結(jié)構(gòu)的緊固件連接（3） 螺栓連接的種類螺栓連接的種類 普通螺栓按受力情況分：抗剪螺栓連接、抗拉螺普通螺栓按受力情況分：抗剪螺栓連接、抗拉螺栓連接、同時(shí)承受剪拉的螺栓連接。栓連接、同時(shí)承受剪拉的螺栓連接。 抗拉螺栓抗拉螺栓 抗剪螺栓抗剪螺栓2009.11 200

10、9.11 長(zhǎng)沙長(zhǎng)沙 中南大學(xué)橋梁工程系中南大學(xué)橋梁工程系 第第5 5章章 鋼結(jié)構(gòu)的緊固件連接鋼結(jié)構(gòu)的緊固件連接剪力螺栓剪力螺栓 受力垂直螺桿，螺桿承剪、孔壁承壓。受力垂直螺桿，螺桿承剪、孔壁承壓。 連接件有錯(cuò)動(dòng)趨勢(shì)連接件有錯(cuò)動(dòng)趨勢(shì)拉力螺栓拉力螺栓 受力平行螺桿，螺桿承拉。受力平行螺桿，螺桿承拉。 連接件有脫開(kāi)趨勢(shì)。連接件有脫開(kāi)趨勢(shì)。根據(jù)根據(jù)受力受力方式方式剪剪力力螺螺栓栓拉拉力力螺螺栓栓2009.11 2009.11 長(zhǎng)沙長(zhǎng)沙 中南大學(xué)橋梁工程系中南大學(xué)橋梁工程系 第第5 5章章 鋼結(jié)構(gòu)的緊固件連接鋼結(jié)構(gòu)的緊固件連接 高強(qiáng)度螺栓分類高強(qiáng)度螺栓分類螺栓強(qiáng)度等級(jí)螺栓強(qiáng)度等級(jí)螺栓采用鋼材螺栓采用鋼材

11、8.8 級(jí)級(jí)45號(hào)鋼，號(hào)鋼，40B鋼鋼10.9 級(jí)級(jí)20MnTiB鋼，鋼，35VB鋼鋼按材質(zhì)按材質(zhì)分類分類受力受力特征特征承載力承載力極限狀態(tài)極限狀態(tài)安裝孔安裝孔孔徑孔徑 d0（mm)應(yīng)用應(yīng)用特點(diǎn)特點(diǎn)摩擦型摩擦型連接連接外力達(dá)到最大摩擦力外力達(dá)到最大摩擦力，有相對(duì)滑移的趨勢(shì)，有相對(duì)滑移的趨勢(shì)d0d1.5 2.0剪切變形小，耐疲勞剪切變形小，耐疲勞，動(dòng)載下不易松動(dòng)，動(dòng)載下不易松動(dòng)承壓型承壓型連接連接外力超過(guò)最大靜摩擦外力超過(guò)最大靜摩擦力，螺栓承剪，孔壁力，螺栓承剪，孔壁承壓，發(fā)生相對(duì)滑移承壓，發(fā)生相對(duì)滑移d0d1.0 1.5承載力比摩擦型大，承載力比摩擦型大，剪切變形大，一般不剪切變形大，一般不

12、用于直接動(dòng)載情況用于直接動(dòng)載情況按受力狀況分類按受力狀況分類2009.11 2009.11 長(zhǎng)沙長(zhǎng)沙 中南大學(xué)橋梁工程系中南大學(xué)橋梁工程系 第第5 5章章 鋼結(jié)構(gòu)的緊固件連接鋼結(jié)構(gòu)的緊固件連接螺栓螺栓高強(qiáng)度螺栓高強(qiáng)度螺栓普通螺栓普通螺栓材料材料材質(zhì)好，強(qiáng)度高材質(zhì)好，強(qiáng)度高材質(zhì)一般，強(qiáng)度低材質(zhì)一般，強(qiáng)度低傳力方式傳力方式依靠連接板件摩擦傳力依靠連接板件摩擦傳力螺栓直接傳力螺栓直接傳力變形變形連接變形小，螺栓不易松連接變形小，螺栓不易松動(dòng)動(dòng)連接變形大，螺栓易松動(dòng)連接變形大，螺栓易松動(dòng)安裝安裝需專門扳手施加預(yù)拉力需專門扳手施加預(yù)拉力一般常用扳手，手感擰緊一般常用扳手，手感擰緊普通螺栓普通螺栓無(wú)預(yù)拉力

13、的高強(qiáng)度螺栓無(wú)預(yù)拉力的高強(qiáng)度螺栓有預(yù)拉力的高強(qiáng)度螺栓有預(yù)拉力的高強(qiáng)度螺栓螺栓受力過(guò)程比較螺栓受力過(guò)程比較外力外力N預(yù)拉力預(yù)拉力P擠壓力擠壓力Q摩擦力摩擦力F擰緊螺母產(chǎn)生預(yù)拉力擰緊螺母產(chǎn)生預(yù)拉力傳力機(jī)理傳力機(jī)理2009.11 2009.11 長(zhǎng)沙長(zhǎng)沙 中南大學(xué)橋梁工程系中南大學(xué)橋梁工程系 第第5 5章章 鋼結(jié)構(gòu)的緊固件連接鋼結(jié)構(gòu)的緊固件連接剪力剪力N變形變形NNNN摩擦型螺栓摩擦型螺栓設(shè)計(jì)準(zhǔn)則設(shè)計(jì)準(zhǔn)則承壓型螺栓承壓型螺栓設(shè)計(jì)準(zhǔn)則設(shè)計(jì)準(zhǔn)則控制外力不超過(guò)控制外力不超過(guò)摩擦力，無(wú)滑移。摩擦力，無(wú)滑移。外力可超過(guò)摩擦力，經(jīng)外力可超過(guò)摩擦力，經(jīng)滑移后由螺桿承剪承壓?；坪笥陕輻U承剪承壓。設(shè)計(jì)準(zhǔn)則設(shè)計(jì)準(zhǔn)則2

14、009.11 2009.11 長(zhǎng)沙長(zhǎng)沙 中南大學(xué)橋梁工程系中南大學(xué)橋梁工程系 第第5 5章章 鋼結(jié)構(gòu)的緊固件連接鋼結(jié)構(gòu)的緊固件連接（4） 鉚釘連接鉚釘連接 分為熱鉚和冷鉚兩種鉚合方法。分為熱鉚和冷鉚兩種鉚合方法。 熱鉚將鉚釘半成品加熱燒紅熱鉚將鉚釘半成品加熱燒紅t650）后插入被連）后插入被連接板的釘孔中，然后用鉚釘槍連續(xù)錘擊或用壓鉚機(jī)擠接板的釘孔中，然后用鉚釘槍連續(xù)錘擊或用壓鉚機(jī)擠壓鉚成另一端的釘頭，從而使連接件被鉚釘夾緊形成壓鉚成另一端的釘頭，從而使連接件被鉚釘夾緊形成牢固的連接。鉚釘冷卻后，產(chǎn)生縱向收縮，依靠釘頭牢固的連接。鉚釘冷卻后，產(chǎn)生縱向收縮，依靠釘頭能將所連接的板疊壓緊。能將所連

15、接的板疊壓緊。 鉚釘連接傳力可靠，塑性、韌性和整體性好，但構(gòu)鉚釘連接傳力可靠，塑性、韌性和整體性好，但構(gòu)造復(fù)雜，用鋼量大，施工麻煩制孔、打鉚），打鉚造復(fù)雜，用鋼量大，施工麻煩制孔、打鉚），打鉚時(shí)噪音大，勞動(dòng)條件差，目前已極少采用，幾乎被焊時(shí)噪音大，勞動(dòng)條件差，目前已極少采用，幾乎被焊接或高強(qiáng)度螺栓連接代替。接或高強(qiáng)度螺栓連接代替。 2009.11 2009.11 長(zhǎng)沙長(zhǎng)沙 中南大學(xué)橋梁工程系中南大學(xué)橋梁工程系 第第5 5章章 鋼結(jié)構(gòu)的緊固件連接鋼結(jié)構(gòu)的緊固件連接鉚釘連接示意鉚釘連接示意2009.11 2009.11 長(zhǎng)沙長(zhǎng)沙 中南大學(xué)橋梁工程系中南大學(xué)橋梁工程系 第第5 5章章 鋼結(jié)構(gòu)的緊固件

16、連接鋼結(jié)構(gòu)的緊固件連接受力要求受力要求 螺距過(guò)?。轰摪寮魤摹Ｂ菥噙^(guò)?。轰摪寮魤?。 螺距過(guò)大：受壓時(shí)鋼板張開(kāi)。螺距過(guò)大：受壓時(shí)鋼板張開(kāi)。構(gòu)造要求構(gòu)造要求 螺距過(guò)大：連接不緊密，潮氣侵入腐蝕。螺距過(guò)大：連接不緊密，潮氣侵入腐蝕。施工要求施工要求 螺距過(guò)小：施工時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)扳手困難。螺距過(guò)?。菏┕r(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)扳手困難。螺栓螺栓間距間距布置布置要求要求5.2 螺栓的排列2009.11 2009.11 長(zhǎng)沙長(zhǎng)沙 中南大學(xué)橋梁工程系中南大學(xué)橋梁工程系 第第5 5章章 鋼結(jié)構(gòu)的緊固件連接鋼結(jié)構(gòu)的緊固件連接螺栓最大和最小容許間距螺栓最大和最小容許間距2009.11 2009.11 長(zhǎng)沙長(zhǎng)沙 中南大學(xué)橋梁工程系中南大學(xué)橋梁

17、工程系 第第5 5章章 鋼結(jié)構(gòu)的緊固件連接鋼結(jié)構(gòu)的緊固件連接5.3 普通螺栓連接的工作性能（1抗剪螺栓連接抗剪螺栓連接（1螺栓剪斷螺栓剪斷（板較厚，螺栓較細(xì)）（板較厚，螺栓較細(xì)）（2鋼板孔壁擠壓破壞鋼板孔壁擠壓破壞（板較薄，螺栓較粗）（板較薄，螺栓較粗） 螺栓安裝擰緊后，在荷載作用下，被夾緊的板件相對(duì)滑動(dòng)，在相反螺栓安裝擰緊后，在荷載作用下，被夾緊的板件相對(duì)滑動(dòng)，在相反的方向螺桿靠緊孔壁，導(dǎo)致螺桿受剪切作用，孔壁受壓力作用，直至螺的方向螺桿靠緊孔壁，導(dǎo)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。桿剪斷或孔壁受壓破壞。2009.11 2009.11 長(zhǎng)沙長(zhǎng)沙 中南大學(xué)橋梁工程系

18、中南大學(xué)橋梁工程系 第第5 5章章 鋼結(jié)構(gòu)的緊固件連接鋼結(jié)構(gòu)的緊固件連接（1螺栓剪斷螺栓剪斷（板較厚，螺栓較細(xì)）（板較厚，螺栓較細(xì)）（2鋼板孔壁擠壓破壞鋼板孔壁擠壓破壞（板較薄，螺栓較粗）（板較薄，螺栓較粗）（3鋼板拉斷鋼板拉斷（板開(kāi)孔，截面削弱）（板開(kāi)孔，截面削弱）（4鋼板剪壞鋼板剪壞（螺栓端距過(guò)小）（螺栓端距過(guò)?。?螺栓彎曲破壞螺栓彎曲破壞（板過(guò)厚，螺栓細(xì)長(zhǎng)）（板過(guò)厚，螺栓細(xì)長(zhǎng)）防止螺栓破壞措施防止螺栓破壞措施(1) (2) (3) 通過(guò)計(jì)算解決通過(guò)計(jì)算解決(4) (5) 通過(guò)構(gòu)造解決通過(guò)構(gòu)造解決端距端距 2d。螺桿長(zhǎng)度螺桿長(zhǎng)度 5d普通受剪螺栓的破壞模式普通受剪螺栓的破壞模式2009.

19、11 2009.11 長(zhǎng)沙長(zhǎng)沙 中南大學(xué)橋梁工程系中南大學(xué)橋梁工程系 第第5 5章章 鋼結(jié)構(gòu)的緊固件連接鋼結(jié)構(gòu)的緊固件連接（2抗拉螺栓連接抗拉螺栓連接螺桿凈截面達(dá)到設(shè)計(jì)承載力而被拉壞計(jì)算控制螺桿凈截面達(dá)到設(shè)計(jì)承載力而被拉壞計(jì)算控制螺紋滑牙破壞構(gòu)造控制螺紋滑牙破壞構(gòu)造控制2009.11 2009.11 長(zhǎng)沙長(zhǎng)沙 中南大學(xué)橋梁工程系中南大學(xué)橋梁工程系 第第5 5章章 鋼結(jié)構(gòu)的緊固件連接鋼結(jié)構(gòu)的緊固件連接產(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(duì)螺栓受力影響對(duì)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(qiáng)角鋼剛度

20、，加大厚度或增設(shè)加勁肋增強(qiáng)角鋼剛度，加大厚度或增設(shè)加勁肋螺栓拉力：螺栓拉力： Pf = N / 2+V 剛度越小，剛度越小，V 越大越大NN撬力撬力加勁肋加勁肋拉力螺栓撬力的概念拉力螺栓撬力的概念2009.11 2009.11 長(zhǎng)沙長(zhǎng)沙 中南大學(xué)橋梁工程系中南大學(xué)橋梁工程系 第第5 5章章 鋼結(jié)構(gòu)的緊固件連接鋼結(jié)構(gòu)的緊固件連接 螺栓連接的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（2/mmN） 普通螺栓 C 級(jí)螺栓 A 級(jí)、B 級(jí)螺栓 錨栓 承壓型連接 高強(qiáng)度螺栓 螺栓的性能等級(jí)、錨栓 和構(gòu)件鋼材的牌號(hào) 抗拉 btf 抗剪 bvf 承壓 bcf 抗拉 btf 抗剪 bvf 承壓 bcf 抗拉 atf 抗拉 btf 抗剪 bv

21、f 承壓 bcf 4.6 級(jí)、4.8 級(jí) 170 140 - - - - - - - - 5.6 級(jí) - - - 210 190 - - - - - 普通螺栓 8.8 級(jí) - - - 400 320 - - - - - Q235 鋼 - - - - - - 140 - - 錨栓 Q345 鋼 - - - - - - 180 - - 8.8 級(jí) - - - - - - - 400 250 - 承壓型連接 高強(qiáng)度螺栓 10.9 級(jí) - - - - - - - 500 310 - Q235 鋼 - - 305 - - 405 - - - 470 Q345 鋼 - - 385 - - 510 - -

22、- 590 Q390 鋼 - - 400 - - 530 - - - 615 構(gòu)件 Q420 鋼 - - 425 - - 560 - - - 655 2009.11 2009.11 長(zhǎng)沙長(zhǎng)沙 中南大學(xué)橋梁工程系中南大學(xué)橋梁工程系 第第5 5章章 鋼結(jié)構(gòu)的緊固件連接鋼結(jié)構(gòu)的緊固件連接5.4 普通螺栓連接的計(jì)算5.4 普通螺栓連接的計(jì)算單剪面單剪面 nv =1四剪面四剪面 nv =4 雙剪面雙剪面 nv =2 NvNv（1剪力螺栓的設(shè)計(jì)承載力剪力螺栓的設(shè)計(jì)承載力2009.11 2009.11 長(zhǎng)沙長(zhǎng)沙 中南大學(xué)橋梁工程系中南大學(xué)橋梁工程系 第第5 5章章 鋼結(jié)構(gòu)的緊固件連接鋼結(jié)構(gòu)的緊固件連接bv2

23、vbv4fdnN一個(gè)螺栓受剪承載力設(shè)計(jì)值一個(gè)螺栓受剪承載力設(shè)計(jì)值剪面數(shù)剪面數(shù)螺桿直徑螺桿直徑螺栓抗剪螺栓抗剪設(shè)計(jì)強(qiáng)度設(shè)計(jì)強(qiáng)度bcbc)(ftdN一個(gè)螺栓承壓承載力設(shè)計(jì)值一個(gè)螺栓承壓承載力設(shè)計(jì)值同一受力方向的承壓同一受力方向的承壓構(gòu)件的較小總厚度構(gòu)件的較小總厚度螺栓承壓螺栓承壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度設(shè)計(jì)強(qiáng)度一個(gè)剪力螺栓的設(shè)計(jì)承載力一個(gè)剪力螺栓的設(shè)計(jì)承載力bcbvbmin , minNNN一個(gè)螺栓所受剪力一個(gè)螺栓所受剪力bminv NN 驗(yàn)算驗(yàn)算公式條件：各剪公式條件：各剪面上剪力相同面上剪力相同2009.11 2009.11 長(zhǎng)沙長(zhǎng)沙 中南大學(xué)橋梁工程系中南大學(xué)橋梁工程系 第第5 5章章 鋼結(jié)構(gòu)的緊固件連接鋼

24、結(jié)構(gòu)的緊固件連接彈性階段受力狀態(tài)彈性階段受力狀態(tài)l 1塑性階段受力狀態(tài)塑性階段受力狀態(tài)當(dāng)當(dāng) l115d時(shí)，采用時(shí)，采用承載力折減系數(shù)考慮承載力折減系數(shù)考慮螺栓群受力不均螺栓群受力不均剪力螺栓剪力螺栓群的不均群的不均勻受力勻受力2009.11 2009.11 長(zhǎng)沙長(zhǎng)沙 中南大學(xué)橋梁工程系中南大學(xué)橋梁工程系 第第5 5章章 鋼結(jié)構(gòu)的緊固件連接鋼結(jié)構(gòu)的緊固件連接（2拉力螺栓的設(shè)計(jì)承載力拉力螺栓的設(shè)計(jì)承載力一個(gè)螺栓的抗拉承載力設(shè)計(jì)值一個(gè)螺栓的抗拉承載力設(shè)計(jì)值抗拉驗(yàn)算抗拉驗(yàn)算btt NN 一個(gè)螺栓所受的拉力一個(gè)螺栓所受的拉力bt2ebt4fdNff0.8 bt螺栓有效直徑螺栓有效直徑螺栓抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度螺栓

25、抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度 考慮撬力的影響考慮撬力的影響2009.11 2009.11 長(zhǎng)沙長(zhǎng)沙 中南大學(xué)橋梁工程系中南大學(xué)橋梁工程系 第第5 5章章 鋼結(jié)構(gòu)的緊固件連接鋼結(jié)構(gòu)的緊固件連接一個(gè)螺栓一個(gè)螺栓受的剪力受的剪力一個(gè)螺栓一個(gè)螺栓受的拉力受的拉力單個(gè)螺栓單個(gè)螺栓受拉承載受拉承載力設(shè)計(jì)值力設(shè)計(jì)值單個(gè)螺栓受剪單個(gè)螺栓受剪承載力設(shè)計(jì)值承載力設(shè)計(jì)值單個(gè)螺栓承壓?jiǎn)蝹€(gè)螺栓承壓承載力設(shè)計(jì)值承載力設(shè)計(jì)值1)()(2btt2bvvNNNNbcvNN 同時(shí)同時(shí)滿足滿足（3承受剪拉作用普通螺栓的承載力驗(yàn)算承受剪拉作用普通螺栓的承載力驗(yàn)算一個(gè)螺栓一個(gè)螺栓受的剪力受的剪力2009.11 2009.11 長(zhǎng)沙長(zhǎng)沙 中南大學(xué)橋梁工

26、程系中南大學(xué)橋梁工程系 第第5 5章章 鋼結(jié)構(gòu)的緊固件連接鋼結(jié)構(gòu)的緊固件連接（1螺栓抗剪計(jì)算螺栓抗剪計(jì)算bcbv , minNNbmin vnN NN求求 n 時(shí)，取整數(shù)時(shí)，取整數(shù)（2鋼板強(qiáng)度計(jì)算鋼板強(qiáng)度計(jì)算f AN n鋼材抗拉或鋼材抗拉或抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度鋼板凈截面積鋼板凈截面積batdn -bA0In螺栓并列布置螺栓并列布置螺栓錯(cuò)列布置螺栓錯(cuò)列布置nIInInA ,Amin A tdnea) 1n(e2A0II22II1nII螺栓總數(shù)螺栓總數(shù) nI 截面截面AnI螺栓并列布置螺栓并列布置螺栓錯(cuò)列布置螺栓錯(cuò)列布置II 截面截面AnII（4受螺栓群分布平面內(nèi)軸力的剪切作用受螺栓群分布平面

27、內(nèi)軸力的剪切作用 軸力軸力 N2009.11 2009.11 長(zhǎng)沙長(zhǎng)沙 中南大學(xué)橋梁工程系中南大學(xué)橋梁工程系 第第5 5章章 鋼結(jié)構(gòu)的緊固件連接鋼結(jié)構(gòu)的緊固件連接受扭矩受扭矩 T螺栓受力分析假定：螺栓受力分析假定：（1板件為剛體，螺栓為彈性板件為剛體，螺栓為彈性體體（2各螺栓繞螺栓群形心旋轉(zhuǎn)各螺栓繞螺栓群形心旋轉(zhuǎn)（3產(chǎn)生的剪力與形心距離正產(chǎn)生的剪力與形心距離正比比力矩平衡：力矩平衡：(a)bminN（5受螺栓群分布平面內(nèi)扭矩的剪切作受螺栓群分布平面內(nèi)扭矩的剪切作用用 2009.11 2009.11 長(zhǎng)沙長(zhǎng)沙 中南大學(xué)橋梁工程系中南大學(xué)橋梁工程系 第第5 5章章 鋼結(jié)構(gòu)的緊固件連接鋼結(jié)構(gòu)的緊固件

28、連接各螺栓剪力與各螺栓剪力與 r 正比：正比：各剪力都用各剪力都用N1表示：表示：(b)(b) 代入代入 (a)，并驗(yàn)算剪力最大的螺栓：，并驗(yàn)算剪力最大的螺栓：bminN2009.11 2009.11 長(zhǎng)沙長(zhǎng)沙 中南大學(xué)橋梁工程系中南大學(xué)橋梁工程系 第第5 5章章 鋼結(jié)構(gòu)的緊固件連接鋼結(jié)構(gòu)的緊固件連接剪力剪力V軸力軸力N扭矩扭矩 T123456789101（6受螺栓群分布平面內(nèi)受螺栓群分布平面內(nèi)N、V、T剪切作用剪切作用 2009.11 2009.11 長(zhǎng)沙長(zhǎng)沙 中南大學(xué)橋梁工程系中南大學(xué)橋梁工程系 第第5 5章章 鋼結(jié)構(gòu)的緊固件連接鋼結(jié)構(gòu)的緊固件連接剪力剪力V軸力軸力N扭矩扭矩T螺栓所受的最

29、大合剪力螺栓所受的最大合剪力2009.11 2009.11 長(zhǎng)沙長(zhǎng)沙 中南大學(xué)橋梁工程系中南大學(xué)橋梁工程系 第第5 5章章 鋼結(jié)構(gòu)的緊固件連接鋼結(jié)構(gòu)的緊固件連接螺栓的螺栓的最大拉力最大拉力btmaxNN驗(yàn)算驗(yàn)算123452列列 5排排螺栓群繞最低排螺栓群繞最低排螺栓軸線旋轉(zhuǎn)螺栓軸線旋轉(zhuǎn)（7螺栓群受彎矩螺栓群受彎矩M的作用的作用 構(gòu)件構(gòu)件A構(gòu)件構(gòu)件Bn1i2i11maxyMyNN2009.11 2009.11 長(zhǎng)沙長(zhǎng)沙 中南大學(xué)橋梁工程系中南大學(xué)橋梁工程系 第第5 5章章 鋼結(jié)構(gòu)的緊固件連接鋼結(jié)構(gòu)的緊固件連接先假定：先假定：螺栓群繞形心線轉(zhuǎn)動(dòng)螺栓群繞形心線轉(zhuǎn)動(dòng)螺栓群繞形心線螺栓群繞形心線旋轉(zhuǎn)時(shí)內(nèi)

30、力分布旋轉(zhuǎn)時(shí)內(nèi)力分布螺栓群繞最低排螺螺栓群繞最低排螺栓旋轉(zhuǎn)時(shí)內(nèi)力分布栓旋轉(zhuǎn)時(shí)內(nèi)力分布形心線形心線最低最低排螺排螺栓線栓線654321 yy nn1i2i1mint,MNNn1i2i6maxt,yy nMNN（8螺栓群受彎矩螺栓群受彎矩M和軸拉力和軸拉力N的作用的作用 2009.11 2009.11 長(zhǎng)沙長(zhǎng)沙 中南大學(xué)橋梁工程系中南大學(xué)橋梁工程系 第第5 5章章 鋼結(jié)構(gòu)的緊固件連接鋼結(jié)構(gòu)的緊固件連接0mint,N（1當(dāng)當(dāng) ，螺栓都受拉，原假定正確，驗(yàn)算：要求，螺栓都受拉，原假定正確，驗(yàn)算：要求btmaxt,NN（2當(dāng)當(dāng) ，最低排螺栓受壓，則螺栓群繞最低排螺栓中心轉(zhuǎn)動(dòng)，最低排螺栓受壓，則螺栓群繞最

31、低排螺栓中心轉(zhuǎn)動(dòng)， 重新計(jì)算螺栓的最大拉力重新計(jì)算螺栓的最大拉力0mint,Nbtmaxt,NN驗(yàn)算：要求驗(yàn)算：要求n1i2imaxt,yy 6NeMN2009.11 2009.11 長(zhǎng)沙長(zhǎng)沙 中南大學(xué)橋梁工程系中南大學(xué)橋梁工程系 第第5 5章章 鋼結(jié)構(gòu)的緊固件連接鋼結(jié)構(gòu)的緊固件連接(1)采用支托承剪采用支托承剪C級(jí)螺栓承拉彎級(jí)螺栓承拉彎剪力剪力V 支托焊縫承受支托焊縫承受 進(jìn)行焊縫驗(yàn)算進(jìn)行焊縫驗(yàn)算彎矩彎矩M、軸拉力、軸拉力N 螺栓承受螺栓承受 進(jìn)行螺栓驗(yàn)算進(jìn)行螺栓驗(yàn)算 方法同前方法同前剪力剪力V Nv = V/n彎矩彎矩M、軸拉力、軸拉力N Nt,max 計(jì)算方法同計(jì)算方法同前前驗(yàn)算驗(yàn)算1)

32、()(2btmaxt,2bvvNNNNbcvNN (2) 采用采用A、B 級(jí)級(jí)螺栓承受拉彎剪螺栓承受拉彎剪（9螺栓群受彎矩螺栓群受彎矩M、剪力、剪力V和軸拉力和軸拉力N的作用的作用 2009.11 2009.11 長(zhǎng)沙長(zhǎng)沙 中南大學(xué)橋梁工程系中南大學(xué)橋梁工程系 第第5 5章章 鋼結(jié)構(gòu)的緊固件連接鋼結(jié)構(gòu)的緊固件連接5.5 高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接的計(jì)算高強(qiáng)度螺栓設(shè)計(jì)預(yù)拉力高強(qiáng)度螺栓設(shè)計(jì)預(yù)拉力 PkN）摩擦系數(shù)摩擦系數(shù)（1高強(qiáng)度螺栓設(shè)計(jì)參數(shù)高強(qiáng)度螺栓設(shè)計(jì)參數(shù)2009.11 2009.11 長(zhǎng)沙長(zhǎng)沙 中南大學(xué)橋梁工程系中南大學(xué)橋梁工程系 第第5 5章章 鋼結(jié)構(gòu)的緊固件連接鋼結(jié)構(gòu)的緊固件連接一個(gè)摩擦型高強(qiáng)

33、度一個(gè)摩擦型高強(qiáng)度螺栓的抗剪承載力設(shè)螺栓的抗剪承載力設(shè)計(jì)值計(jì)值P 9 . 0bvfnN 摩擦摩擦面數(shù)面數(shù)摩擦摩擦系數(shù)系數(shù)預(yù)拉力預(yù)拉力一個(gè)螺栓所受剪力一個(gè)螺栓所受剪力bvv NN 驗(yàn)算驗(yàn)算單剪面單剪面 nf =1雙剪面雙剪面 nf =2 NvNv（2摩擦型連接高強(qiáng)度螺栓抗剪承載摩擦型連接高強(qiáng)度螺栓抗剪承載力力2009.11 2009.11 長(zhǎng)沙長(zhǎng)沙 中南大學(xué)橋梁工程系中南大學(xué)橋梁工程系 第第5 5章章 鋼結(jié)構(gòu)的緊固件連接鋼結(jié)構(gòu)的緊固件連接一個(gè)摩擦型高強(qiáng)度一個(gè)摩擦型高強(qiáng)度螺栓的抗拉承載力設(shè)螺栓的抗拉承載力設(shè)計(jì)值計(jì)值P 8 . 0btN預(yù)拉力預(yù)拉力防止受拉后防止受拉后出現(xiàn)脫開(kāi)松動(dòng)出現(xiàn)脫開(kāi)松動(dòng)一個(gè)螺栓

34、所受拉力一個(gè)螺栓所受拉力btt NN 驗(yàn)算驗(yàn)算可控制連接貼緊，不松動(dòng)可控制連接貼緊，不松動(dòng)（3摩擦型連接高強(qiáng)度螺栓抗拉承載力摩擦型連接高強(qiáng)度螺栓抗拉承載力2009.11 2009.11 長(zhǎng)沙長(zhǎng)沙 中南大學(xué)橋梁工程系中南大學(xué)橋梁工程系 第第5 5章章 鋼結(jié)構(gòu)的緊固件連接鋼結(jié)構(gòu)的緊固件連接一個(gè)摩擦型高強(qiáng)度螺栓一個(gè)摩擦型高強(qiáng)度螺栓同時(shí)受剪、受拉時(shí)同時(shí)受剪、受拉時(shí)承載力計(jì)算承載力計(jì)算外剪力外剪力Nv外拉力外拉力Nt2019版版鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范相關(guān)公式相關(guān)公式1bttbvvNNNNPnNfbv9 . 0PN8 . 0bt（4摩擦型連接高強(qiáng)度螺栓受剪拉作用的承載力驗(yàn)?zāi)Σ列瓦B接高強(qiáng)度螺栓受剪拉作用的承載

35、力驗(yàn)算算2009.11 2009.11 長(zhǎng)沙長(zhǎng)沙 中南大學(xué)橋梁工程系中南大學(xué)橋梁工程系 第第5 5章章 鋼結(jié)構(gòu)的緊固件連接鋼結(jié)構(gòu)的緊固件連接承壓型連接高強(qiáng)度螺栓的承載力設(shè)計(jì)值：承壓型連接高強(qiáng)度螺栓的承載力設(shè)計(jì)值： 受剪：受剪： 螺桿抗剪螺桿抗剪 孔壁承壓孔壁承壓 受拉：受拉： 螺桿抗拉螺桿抗拉（1計(jì)算方法與普通精制螺栓計(jì)算方法與普通精制螺栓A、B級(jí)一樣，但材料強(qiáng)度級(jí)一樣，但材料強(qiáng)度參數(shù)不同；（參見(jiàn)螺栓連接強(qiáng)度設(shè)計(jì)值表）參數(shù)不同；（參見(jiàn)螺栓連接強(qiáng)度設(shè)計(jì)值表）（2典型連接節(jié)點(diǎn)的驗(yàn)算方法也與普通精制螺栓典型連接節(jié)點(diǎn)的驗(yàn)算方法也與普通精制螺栓A、B級(jí)級(jí)一樣。一樣。（5承壓型連接高強(qiáng)度螺栓的承載力設(shè)計(jì)值

36、承壓型連接高強(qiáng)度螺栓的承載力設(shè)計(jì)值bcNbVNbtNbcbvbmin , minNNN2009.11 2009.11 長(zhǎng)沙長(zhǎng)沙 中南大學(xué)橋梁工程系中南大學(xué)橋梁工程系 第第5 5章章 鋼結(jié)構(gòu)的緊固件連接鋼結(jié)構(gòu)的緊固件連接螺栓抗剪驗(yàn)算螺栓抗剪驗(yàn)算P n 0.9NnNNfbvv凈截面應(yīng)力凈截面應(yīng)力fnAN凈截面積凈截面積鋼板材料設(shè)計(jì)強(qiáng)度鋼板材料設(shè)計(jì)強(qiáng)度鋼板搭接，承受剪力鋼板搭接，承受剪力 N共共 2n 個(gè)螺栓個(gè)螺栓鋼板凈截面鋼板凈截面抗拉強(qiáng)度驗(yàn)算抗拉強(qiáng)度驗(yàn)算nn0.51NnN5 . 0nNFnNN111凈截面凈截面受力受力第一排螺栓數(shù)第一排螺栓數(shù) n 1nN0.5F 每個(gè)孔前摩擦力每個(gè)孔前摩擦力最外

37、側(cè)螺栓最外側(cè)螺栓為不利截面為不利截面（6摩擦型連接高強(qiáng)度螺栓群受剪力摩擦型連接高強(qiáng)度螺栓群受剪力N作用作用2009.11 2009.11 長(zhǎng)沙長(zhǎng)沙 中南大學(xué)橋梁工程系中南大學(xué)橋梁工程系 第第5 5章章 鋼結(jié)構(gòu)的緊固件連接鋼結(jié)構(gòu)的緊固件連接受剪力受剪力V、軸力、軸力N、扭矩、扭矩 T剪力剪力V軸力軸力N扭矩扭矩T螺栓所受的螺栓所受的最大合剪力最大合剪力123456789101P n 0.9Nfbv（7 7摩擦型連接高強(qiáng)度螺栓群受剪力摩擦型連接高強(qiáng)度螺栓群受剪力V V、軸力、軸力N N、扭矩、扭矩T T作用作用2009.11 2009.11 長(zhǎng)沙長(zhǎng)沙 中南大學(xué)橋梁工程系中南大學(xué)橋梁工程系 第第5

38、5章章 鋼結(jié)構(gòu)的緊固件連接鋼結(jié)構(gòu)的緊固件連接形心線形心線12345承受彎矩承受彎矩 M連接保持不松動(dòng)，所有螺栓均處于受拉狀態(tài)連接保持不松動(dòng)，所有螺栓均處于受拉狀態(tài)螺栓群繞形心線旋轉(zhuǎn)！螺栓群繞形心線旋轉(zhuǎn)！驗(yàn)算最上一排受拉螺栓驗(yàn)算最上一排受拉螺栓（8摩擦型連接高強(qiáng)度螺栓群受彎矩摩擦型連接高強(qiáng)度螺栓群受彎矩M作用作用P 0.8NyMyNbtn1i2i1maxt1N2009.11 2009.11 長(zhǎng)沙長(zhǎng)沙 中南大學(xué)橋梁工程系中南大學(xué)橋梁工程系 第第5 5章章 鋼結(jié)構(gòu)的緊固件連接鋼結(jié)構(gòu)的緊固件連接無(wú)論有否拉力無(wú)論有否拉力N N，總是繞螺栓群形心線旋轉(zhuǎn)！總是繞螺栓群形心線旋轉(zhuǎn)！123456nVNv1剪力剪

39、力V彎矩彎矩M拉力拉力N1btt1bvv1NNNNPnNfbv9 . 0PN8 . 0bt驗(yàn)算驗(yàn)算（9 9摩擦型連接高強(qiáng)度螺栓群受彎矩摩擦型連接高強(qiáng)度螺栓群受彎矩M M、剪力、剪力V V、拉力、拉力N N作用作用P 0.8NyMynNNbtn1i2i1maxt1N2009.11 2009.11 長(zhǎng)沙長(zhǎng)沙 中南大學(xué)橋梁工程系中南大學(xué)橋梁工程系 第第5 5章章 鋼結(jié)構(gòu)的緊固件連接鋼結(jié)構(gòu)的緊固件連接例例1 1：設(shè)計(jì)兩角鋼用：設(shè)計(jì)兩角鋼用C C級(jí)普通螺栓的拼接，已知角鋼型級(jí)普通螺栓的拼接，已知角鋼型號(hào)為號(hào)為1001001010，所承受的軸心拉力的設(shè)計(jì)值為，所承受的軸心拉力的設(shè)計(jì)值為N=300kNN=300kN，采用拼接角鋼型號(hào)與構(gòu)件的相同，鋼材為，采用拼接角鋼型號(hào)與構(gòu)件的相同，鋼材為Q235-A.FQ235-A.F，螺栓直徑，螺栓直徑d=22mm,d=22mm,孔徑孔徑d0=23.5mmd0=23.5mm。2009.11 2009