第三章 钢结构的连接(螺栓)02
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钢结构螺栓连接
1.高强度螺栓预拉力的控制方法 预拉力是通过拧紧螺帽来实现的。其常用的控制方法为： ⑴转角法（用于大六角型螺栓）：通过工艺试验，确定满足预
拉力要求所需角度，在实际工程中采用固定转角，不精确； ⑵扭矩法（用于大六角型螺栓）：通过工艺试验，确定满足预
拉力要求所需扭矩，制做特殊扳手，如机械扳手，光电扳手等； ⑶扭剪法（用于扭剪型螺栓）：用特殊扳手拧断其梅花头为
Nt
N
b t
2、螺栓群弯矩受拉
N
H
V
N
刨平顶紧 承托（板）
a)
b)
螺栓群承受轴心拉力
基本假定：
1）在弯矩作用下，板件绕最边缘的螺栓旋转 ；
2）每个螺栓受力大小与其到旋转中心的距离成正比。
3.7 普通螺栓连接的工作性能和计算
第三章 钢结构的连接
3.7.2 普通螺栓抗拉连接
V N1
N2
N3
M
o'
中和轴
第三章 钢结构的连接
3.7.2 普通螺栓抗拉连接
规范中考虑杠杆效应的方法： 1）降低螺栓的抗拉强度，即取 ftb 0.8 f ；
2）设计中采取构造措施以减少不利影响，如设置加劲肋。
抗拉连接螺栓的破坏形式：螺杆被拉断。
3.7.2.2 单个螺栓的抗拉承载力
式单中个Ae螺—栓—的螺抗栓拉的承有载效力面N设t积b计，值A可e为查f：tb表；πd4e2 ftb
形小,耐疲劳,特别适于承受动力荷载的结构. d0 d 1.5-
2.0mm。
承压型连接——允许接触面滑移,以连接达到破坏的极限承载
力作为设计准则.其承载力高于摩擦型,连接紧凑,但剪切变形
比摩擦型大，故不得用于承受动力荷载的结构。d
1.5mm。
拉力要求所需角度，在实际工程中采用固定转角，不精确； ⑵扭矩法（用于大六角型螺栓）：通过工艺试验，确定满足预
拉力要求所需扭矩，制做特殊扳手，如机械扳手，光电扳手等； ⑶扭剪法（用于扭剪型螺栓）：用特殊扳手拧断其梅花头为
Nt
N
b t
2、螺栓群弯矩受拉
N
H
V
N
刨平顶紧 承托（板）
a)
b)
螺栓群承受轴心拉力
基本假定：
1）在弯矩作用下，板件绕最边缘的螺栓旋转 ；
2）每个螺栓受力大小与其到旋转中心的距离成正比。
3.7 普通螺栓连接的工作性能和计算
第三章 钢结构的连接
3.7.2 普通螺栓抗拉连接
V N1
N2
N3
M
o'
中和轴
第三章 钢结构的连接
3.7.2 普通螺栓抗拉连接
规范中考虑杠杆效应的方法： 1）降低螺栓的抗拉强度，即取 ftb 0.8 f ；
2）设计中采取构造措施以减少不利影响，如设置加劲肋。
抗拉连接螺栓的破坏形式：螺杆被拉断。
3.7.2.2 单个螺栓的抗拉承载力
式单中个Ae螺—栓—的螺抗栓拉的承有载效力面N设t积b计，值A可e为查f：tb表；πd4e2 ftb
形小,耐疲劳,特别适于承受动力荷载的结构. d0 d 1.5-
2.0mm。
承压型连接——允许接触面滑移,以连接达到破坏的极限承载
力作为设计准则.其承载力高于摩擦型,连接紧凑,但剪切变形
比摩擦型大，故不得用于承受动力荷载的结构。d
1.5mm。
钢结构螺栓连接.pdf
第三章钢结构螺栓连接第一节概述螺栓作为钢结构主要连接紧固件，通常用于钢结构中构件间的连接、固定、定位等，钢结构中使用的连接螺栓一般分普通螺栓和高强度螺栓两种。
选用普通螺栓作为连接的紧固件，或选用高强度螺栓但不施加紧固轴力，该连接即为普通螺栓连接，也即通常意义下的螺栓连接；选用高强度螺栓作为连接的紧固件，并通过对螺栓施加紧固轴力而起到连接作用的钢结构连接称高强度螺栓连接。
图!"#"$为两种螺栓连接工作机理的示意，其中图!"#"$（%）为摩擦型高强度螺栓连接的工作机理，通过对高强度螺栓施加紧固轴力，将被连接的连接钢板夹紧产生摩擦效应，当连接节头受外力作用时，外力靠连接板层接触面间的摩擦来传递，应力流通过接触面平滑传递，无应力集中现象。
普通螺栓连接在受外力后，节点连接板即产生滑动，外力通过螺栓杆受剪和连接板孔壁承压来传递，如图!"#"$（&）。
图!"#"$螺栓连接工作机理示意图!"#"’为典型螺栓连接拉伸曲线，从曲线上可以把螺栓连接工作过程分为四个阶段：阶段$为静摩擦抗滑移阶段，即为摩擦型高强度螺栓连接的工作阶段，对普通螺栓连接，阶段$不明显，可忽略不计，连接接头直接进入阶段’；阶段’为荷载克服摩擦阻力，接头产生滑移，螺栓杆与连接板孔壁接触进入承压状态，此阶段为摩擦型高强度螺栓连接的极限破坏状态；阶段#为螺栓和连接板处于弹性变形阶段，荷载—变形曲线呈现线性关系；阶段!为螺栓和连接板处于弹塑性变形阶段，最后螺栓剪断或连接板破坏（拉脱、承压和净截面拉断），整个连接接头破坏，曲线的终点即为普通螺栓连接的极限破坏状态；若采用高强度螺栓，则为承压型高强度螺栓连接的极限破坏状态。
图!"#"$螺栓连接的典型拉伸曲线对于高强度螺栓连接，阶段#和阶段!中连接板面间的摩擦效应仍然存在，该两阶段通称摩擦—承压型高强度螺栓连接，连接的设计计算应采用变形准则方法进行，即给定一个连接接头变形量（!），可以通过连接拉伸曲线（%&’（!））得到相应接头承载力，对于允许连接接头有一定变形的结构，可以采用摩擦—承压型高强度螺栓连接，其优点是比摩擦型连接提高了连接的承载力，避免了接头发生极限破坏（承压型连接）。
(钢结构设计原理)第三章钢结构的连接
按构造分:对接焊缝、角焊缝。
按工作性质分：强度焊缝（只作为传递内力）、密强焊缝 （除传递内力外，还须保证不使气体或液体渗漏）。
按施焊位置分：俯焊(平焊)、立焊、横焊和仰焊。应尽量避 免采用仰焊焊缝。
焊缝(hàn fénɡ)连接形式
第二十四页，共一百五十七页。
焊缝 形式 (hàn fénɡ)
对接焊缝连接(liánjiē)形式
钢结构的实际连接图片 第二页，共一百五十七页。
钢结构的连接(liánjiē)方法
焊缝(hàn fénɡ)连接
第三页，共一百五十七页。
焊缝(hàn 连接 fénɡ)
20世纪初开始在工程结构上较广泛应用。焊接是现代钢结构 最主要的连接(liánjiē)方法之一。
优点
*构造简单，任何形式的构件都可直接相连(xiānɡ lián)；
第三十三页，共一百五十七页。
焊缝 代 (hàn fénɡ) 号
对接焊缝连接的构造(gòuzào)要求
第三十四页，共一百五十七页。
对接焊缝连接的构造要求
对接(duì jiē)焊缝的坡口形式 对接焊缝的焊件常需做成坡口，又叫坡口焊缝。坡口形式与焊件厚度(hòudù)有关。
对接焊缝的坡口形式
a）直边缝：适合(shìhé)板厚t 10mm b）单边V形、c）双边V形：适合板厚t ＝10～20mm
缺点：施工条件受限制，不
适用于在风较大(jiào dà)的 地方施焊。
电阻焊
第二十二页，共一百五十七页。
电阻 焊 (diànzǔ)
焊缝(hàn fénɡ)类型
第二十三页，共一百五十七页。
焊缝(hàn 类型 fénɡ)
按被连接构件间的相对(xiāngduì)位置分为对接、搭接 、T形连 接和角接四种。
按工作性质分：强度焊缝（只作为传递内力）、密强焊缝 （除传递内力外，还须保证不使气体或液体渗漏）。
按施焊位置分：俯焊(平焊)、立焊、横焊和仰焊。应尽量避 免采用仰焊焊缝。
焊缝(hàn fénɡ)连接形式
第二十四页，共一百五十七页。
焊缝 形式 (hàn fénɡ)
对接焊缝连接(liánjiē)形式
钢结构的实际连接图片 第二页，共一百五十七页。
钢结构的连接(liánjiē)方法
焊缝(hàn fénɡ)连接
第三页，共一百五十七页。
焊缝(hàn 连接 fénɡ)
20世纪初开始在工程结构上较广泛应用。焊接是现代钢结构 最主要的连接(liánjiē)方法之一。
优点
*构造简单，任何形式的构件都可直接相连(xiānɡ lián)；
第三十三页，共一百五十七页。
焊缝 代 (hàn fénɡ) 号
对接焊缝连接的构造(gòuzào)要求
第三十四页，共一百五十七页。
对接焊缝连接的构造要求
对接(duì jiē)焊缝的坡口形式 对接焊缝的焊件常需做成坡口，又叫坡口焊缝。坡口形式与焊件厚度(hòudù)有关。
对接焊缝的坡口形式
a）直边缝：适合(shìhé)板厚t 10mm b）单边V形、c）双边V形：适合板厚t ＝10～20mm
缺点：施工条件受限制，不
适用于在风较大(jiào dà)的 地方施焊。
电阻焊
第二十二页，共一百五十七页。
电阻 焊 (diànzǔ)
焊缝(hàn fénɡ)类型
第二十三页，共一百五十七页。
焊缝(hàn 类型 fénɡ)
按被连接构件间的相对(xiāngduì)位置分为对接、搭接 、T形连 接和角接四种。
第三章 钢结构连接(螺栓)
但在重要的连接中，例如：制动梁或吊车梁上翼缘与
施工图中螺栓及其孔眼图例
螺栓及其孔眼图例见表3.3，
3．7 普通螺栓连接的工作性能和计算
普通螺栓连接按受力情况可分为三类
①螺栓只承受剪力； ②螺栓只承受拉力； ③螺栓承受拉力和剪力的共同作用。
：
下面将分别论述这三类连接的工作性能和计算
方法。
3 钢结构的连接
3．6 螺栓连接的构造
3．6．1 螺栓的排列
规范规定的钢板上螺栓的容许距离见表3.5（p62)。 在角钢、普通工字钢、槽钢截面上排列螺栓的线距应满 足表3.6、表3.7、表3.8的要求。
螺栓或铆钉的最大、最小容许距离 名称 位置和方向
表 3.4 最大容许距离 (取两者的较小值) 最小容许 距 离
1
外排(垂直内力方向或顺内力方向) 中 垂直内力方向 压力 顺内力方向 排 拉力
8d0 或 12t 16d0 或 24t 12d0 或 18t 16d0 或 24t 3d0
中 心 间 间 距 顺内力方向 中心至 垂直 构件边 内力 缘距离 方向 气割或锯割边 其他螺栓或铆钉 1.2d0 注：(1) d0 为螺栓或铆钉孔直径，t 为外层较薄板件的厚度； (2)钢板边缘与刚性构件(如角钢、槽钢等)相连的螺栓或铆钉的最大间距，可按 中间排的数值采用。 轧制边自动精密 高强度螺栓 剪切边或手工气割边 4d0 或 8t 1.5d0
距≥2d0来保证，第⑤种破坏形式通过限制夹紧长度在（4~6）d内 来保证。因此，抗剪螺栓连接的计算只考虑第①、②种破坏形式。
1 1
(a) e
(b)
(c)
(d)
1-1 剖面 图 3-12 抗剪螺栓的破坏性式
(e)
钢结构戴国欣主编课后习题答案
第三章 钢结构的连接3。
1 试设计双角钢与节点板的角焊缝连接（图3。
80)。
钢材为Q235B,焊条为E43型，手工焊,轴心力N=1000KN （设计值）,分别采用三面围焊和两面侧焊进行设计。
解：（1）三面围焊 2160/w f f N mm = 123α=213α= 确定焊脚尺寸:,max min 1.2 1.21012f h t mm ≤=⨯=， ,min min 1.5 1.512 5.2f h t mm ≥==， 8f h mm =内力分配:30.7 1.2220.78125160273280273.28w f f f N h b f N KN β=⋅⋅⋅=⨯⨯⨯⨯⨯==∑ 3221273.281000196.69232N N N KN α=-=⨯-= 3112273.281000530.03232N N N KN α=-=⨯-=焊缝长度计算：11530.032960.720.78160w wf fN l mm h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑, 则实际焊缝长度为 1296830460608480wf l mm h mm '=+=≤=⨯=，取310mm 。
22196.691100.720.78160w wf f N l mm h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑, 则实际焊缝长度为 2110811860608480wf l mm h mm '=+=≤=⨯=,取120mm 。
（2)两面侧焊确定焊脚尺寸:同上，取18f h mm =， 26f h mm = 内力分配:22110003333N N KN α==⨯=， 11210006673N N KN α==⨯= 焊缝长度计算：116673720.720.78160w wf f N l mm h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑,则实际焊缝长度为：mm h mm l f w48086060388283721=⨯=<=⨯+=',取390mm 。
钢结构第三章 钢结构的连接(螺栓)
排列因素：
受力要求：钢板端部剪断，端距不应小于2d0；受拉时，栓
距和线距不应过小；受压时，沿作用力方向的栓距不宜过大。 构造要求：栓距和线距不宜过大 施工要求：有一定的施工空间
3.6螺栓的构造
3.6.2 螺栓的排列
螺栓排列和最小距离：
3.6螺栓的构造
3.6.2 螺栓的排列
螺栓排列最大距离： 对于角钢、工字钢和 槽钢的螺栓排列见附 录四（型钢的螺栓准 线表）
3.7 普通螺栓连接的构造和强度计算
普通螺栓连接按其受力方式分类：
抗剪螺栓 抗拉螺栓 同时抗剪抗拉螺栓
3.7.1普通螺栓的抗剪连接
3.7.1.1抗剪连接工作性能
抗剪螺栓连接的受力性能：静摩擦力阶段、相对滑移阶段、螺杆与 孔壁挤压传力的弹塑性阶段、破坏阶段。
3.7 普通螺栓连接的构造和强度计算
3.7.1普通螺栓的抗剪连接
4x100=400 50 30 50
M Fe 280 0.21 58.8kN m
2. 单个螺栓的抗拉承载力：
N tb Ae f t b 244 .8 170 41620 N 41.62 kN
3.螺栓群强度验算 由前述可知1号螺栓受力最大，为设计控制点， 则对其进行强度验算：
3）. 螺栓群同时承受剪力和弯矩（轴心拉力） 的计算
螺栓群同时承受剪力和拉力
3.7 普通螺栓连接的构造和强度计算
3.7.2普通螺栓的抗拉连接
3）. 螺栓群同时承受剪力和拉力的计算 支托仅起安装作用：螺栓群承受弯矩M和剪力V
N t N1M My1
m y
2 i
Nv V n
螺栓不发生拉剪破坏
20 12 305 73200 N 73.2 kN
钢结构设计手册
不适于风大的地方施焊。
4、电阻焊等 利用电流通过焊件接触点表面的 电阻所产生的热量来熔化金属， 再通过压力使其焊合。 适用于薄壁型钢的焊接，板叠厚 度不超过12mm。焊点主要承受剪 力，抗拉能力较差。
2 3
6 1
4
5
电阻焊
1 电源 2 导线 3 夹头 4 焊件 5 压力 6 焊逢
第二节 焊接方法和焊缝连接形式
第二节 焊接方法和焊缝连接形式
五、焊缝质量检验 • 焊缝质量等级：《钢结构工程施工质量验收规范》
（GB50205）对焊缝依其质量检查标准分为一级、二级和三 级。 • 焊缝质量检验方法： 外观检查（外部尺寸和缺陷） 内部检查（内部缺陷）：超声波探伤检验（主要) 、X射线、 γ射线等（x射线应用广）检验、磁粉（辅助）、荧光检验 （辅助） 。 三级焊缝只要求进行外观检验并符合标准，即检查焊缝实际 尺寸是否符合设计要求和有无看得见的裂纹，咬边等缺陷 ；
• 材料等级：采用45号钢、40B和20MnTiB钢（热处理），材料 等级为 8.8级或10.9级。
• 孔径：摩擦型高强螺栓孔径比螺栓大1.5～2.0mm；承压型高 强螺栓孔径比螺栓大1.0～1.5mm。
4、射钉、自攻螺栓、焊钉连接 灵活，安装方便，构件无须予先处理，适用于轻钢、薄板结
构，不能受较大集中力 。焊钉用于混凝土和钢板的连接。
•搭接：不同厚度的两构件，传力不均匀，费材料
•T形连接（顶接）：组合截面
•角部连接：箱形截面
盖板对接
第二节 焊接方法和焊缝连接形式
三、焊缝形式 按焊缝和两个被连接件间的相对位置分类。 对接焊缝：焊缝和两个被连接件的平行面相连。 角焊缝：焊缝和两个被连接件的相交面相连。
第二节 焊接方法和焊缝连接形式
钢结构第3章(螺栓连接计算)
2
2
当螺栓群分布在一个狭长带内，如y1>3x1时，可近似取xi=0，这时
N N
T 2
1x
V 1y
2
Ty1 y2 i
V 2 b N min n
2
例3.11 设计两块钢板用普通螺栓连接的盖板拼接，构件受轴拉力设计值 为 N=325kN，钢材Q235A，粗制螺栓直径d=20mm，板宽360mm，盖板 厚6mm，杆件板厚8mm。
n
1.1n
（2）搭接接头或用拼接板单面连接的，由于容易弯曲，螺栓联接 数（不包括摩擦型连接的高强度螺栓），应按计算增加10%。 1.1n
1.1n 1.1n （3）在构件端部连接中，当利用短角钢与型钢（角钢、槽钢等）的外 伸肢相连以缩短连接长度时，在短角钢两肢中的任一肢上所用的螺栓数 目应当增加计算数的50%。
连接处接触面连接处接触面处理方法处理方法q235q235钢钢q345q345和和q390q390钢钢q420q420喷喷喷砂后涂无机富锌漆喷砂后涂无机富锌漆喷砂后生赤绣喷砂后生赤绣用钢丝刷清除浮锈或未用钢丝刷清除浮锈或未经处理的干净轧制表面经处理的干净轧制表面045045035035045045030030050050040040050050035035050050040040050050040040摩擦面抗滑移系数值表311当表面有水或漆或其它污物表面的摩擦系数将大幅下降
a) B A b) B A c)
A
d) e)
35º 35º
A
A
综上所述：在普通螺栓的抗剪连接中需要计算的内容主要有三项： （1）保证螺栓杆不被剪断； （2）保证螺栓孔壁不会因承压而破坏； （3）构件有足够的净截面强度，不被拉断。（实质上属于构件破坏 ） 当有螺栓孔削弱，除上述构件被拉断外，还有一种使构件破坏的可能 性，如图所示：这类破坏方式被成为块状拉剪破坏（block shear failure ）。这类破坏在过去并不注意，现在在设计规范中已经明确要求计算。 （《钢结构设计规范》7.5.1）
第三章钢结构连接习题及答案
第三章 钢结构的连接习题参考答案1． 已知A3F 钢板截面mm mm 20500⨯用对接直焊缝拼接，采用手工焊焊条E43型，用引弧板，按Ⅲ级焊缝质量检验，试求焊缝所能承受的最大轴心拉力设计值。
解：查附表1.2得：2518mm N f w t =则钢板的最大承载力为：KNf bt N w t w 185010185205003=⨯⨯⨯==-2．焊接工字形截面梁，设一道拼接的对接焊缝，拼接处作用荷载设计值：弯矩mm KN M ⋅=1122，剪力KN V 374=，钢材为Q235B ，焊条为E43型，半自动焊，Ⅲ级检验标准，试验算该焊缝的强度。
解：查附表1.2得：2518mm N f w t =，2512mm N f w v =。
截面的几何特性计算如下：惯性矩：44233102682065071428014280121210008121mm I x ⨯=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯⨯+⨯⨯⨯+⨯⨯=翼缘面积矩：41198744050714280mm S x =⨯⨯=则翼缘顶最大正应力为：2243185215021026820610281011222mm N f mm N .h I M w tx =<=⨯⨯⨯⨯=⋅=σ 满足要求。
腹板高度中部最大剪应力：2243125075281026820625008500198744010374mm N f mm N .t I VS w vw x x =<=⨯⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯+⨯⨯==τ满足要求。
上翼缘和腹板交接处的正应力：2120805075002150507500mm N ..=⨯=⨯σ=σ上翼缘和腹板交接处的剪应力：243116434810268206198744010374mmN .t I VS w x x =⨯⨯⨯⨯==τ 折算应力：2222212152031100606434320803mm N .f .mm N ...w t =<=⨯+=τ+σ 满足要求。
钢结构的连接
螺栓的工作性能 1. 螺栓的抗剪性能 螺栓连接的受力形式
A 只受剪力
B 只受拉力
C 剪力和拉力 共同作用
3)栓杆传力阶段(2~3段) 受剪连接的工作性能 对图示螺栓连接做抗剪试验,即可得 到板件上a、 b两点相对位移δ 和作 用力N的关系曲线,该曲线清楚的揭 示了抗剪螺栓受力的四个阶段,即： (1)摩擦传力阶段(0~1段) 直线段—连接处于弹性状态；该阶 (4)弹塑性阶段(3~4段) 达到‘ 3’后，即使给荷载以很小的增 量，连接的剪切变形迅速增大，直到连 接破坏。 ‘ 4’点（曲线的最高点）即为普通螺 栓抗剪连接的极限承载力Nu。 该阶段主要靠栓杆与孔壁的接触传力。 栓杆受剪力、 拉力、弯矩作用，孔壁 受挤压。由于材料的弹性以及栓杆拉力 增大所导致的板件间摩擦力的增大， N-δ 关系以曲线状态上升。
高强度螺栓的抗拉性能 当外拉力为零，即N=0时： P=C； 当外拉力为Nt时：板件有被拉开趋势， 板件 间的压力C减小为Cf， 栓杆拉力P增加为Pf， 由力及变形协调得：
规范： 摩擦型高强度螺栓的单栓抗拉承载力为：
当板件即将被拉开时： Cf=0，有Pf=Nt，因此：
上式未考虑橇力的影响，当考虑橇力影响时，螺栓杆的拉力 Pf与Nt的关系曲线如图： Nt≤0.5P时，橇力Q=0； Nt≥0.5P后，橇力Q出现，增加速度先慢后快。 橇力Q的存在导致连接的极限承载力由Nu降至Nu’。 所以，如设计时不考虑橇力的影响,应使Nt≤0.5P或增加连接 板件的刚度（如设加劲肋）。
螺栓的其他构造要求
为了使连接可靠，每一杆件端部及拼接接头的一端， 永久螺栓 数不宜少于两个， 但组合构件的缀条除外； 直接承受动荷载的普通螺栓连接应采用双螺帽，或其他措施（用 弹簧垫圈或将螺帽焊死 ）以防止螺帽松动；
钢结构PPT课件第三章 钢结构的连接
点4为上翼缘最外缘的点。各点计算为：
各点计算
点1：
点2：
点3：
点4：
式中：
AW ′—有效抗剪面积， AW ′=h0tw AW—整个焊缝截面的截面积； yi计中，有时遇到板件较厚，而板件间连接受力较小时，可以 采用部分焊透的对接焊缝（图7-21），例如当用四块较厚的钢板焊成的 箱形截面轴心受压柱时，由于焊缝主要起联系作用，就可以用部分焊透 的坡口焊缝（图7-21-f）。在此情况下，用焊透的坡口焊缝并非必要， 而采用角焊缝则外形不能平整，都不如采用部分焊透的坡口焊缝为好。
f） X形：适合板厚t > 20mm
2. 对接焊缝的优缺点
优点：用料经济、传力均匀、无明显的应力集中，利于承 受动力荷载。
缺点：需剖口，焊件长度要精确。
3. 对接焊缝的构造处理
（1）起落弧处易有焊接缺陷，所以用引弧板。但采用引弧 板施工复杂，除承受动力荷载外，一般不用，计算时将焊 缝长度两端各减去5mm。
（2）变厚度板对接，在板的一面或两面切成坡度不大于1： 4的斜面，避免应力集中。 （图1）
（3）变宽度板对接，在板的一侧或两侧切成坡度不大于1：
4的斜边，避免应力集中。 （图2）
图1
图2
4. 对接焊缝的强度
有引弧板的对接焊缝在受压时与母材等强，但焊缝的抗拉 强度与焊缝质量等级有关。
二、对接焊缝的计算
以焊缝质量也最好，仰焊最差。
4、焊缝符号及标注方法（P195~197）
按《建筑结构制图标准》(GB/T50105-2001)和 《焊缝符号表示法》(GB324-88)执行。
第三节 对接焊缝连接的构造和计算
对接焊缝传力直接、平顺、没有显著的应力集中 现象，受力性能良好。但质量要求高，焊件间施 焊间隙要求严，一般多用于工厂制造的连接中， 主要用于板件、型钢的拼接或构件的连接。
各点计算
点1：
点2：
点3：
点4：
式中：
AW ′—有效抗剪面积， AW ′=h0tw AW—整个焊缝截面的截面积； yi计中，有时遇到板件较厚，而板件间连接受力较小时，可以 采用部分焊透的对接焊缝（图7-21），例如当用四块较厚的钢板焊成的 箱形截面轴心受压柱时，由于焊缝主要起联系作用，就可以用部分焊透 的坡口焊缝（图7-21-f）。在此情况下，用焊透的坡口焊缝并非必要， 而采用角焊缝则外形不能平整，都不如采用部分焊透的坡口焊缝为好。
f） X形：适合板厚t > 20mm
2. 对接焊缝的优缺点
优点：用料经济、传力均匀、无明显的应力集中，利于承 受动力荷载。
缺点：需剖口，焊件长度要精确。
3. 对接焊缝的构造处理
（1）起落弧处易有焊接缺陷，所以用引弧板。但采用引弧 板施工复杂，除承受动力荷载外，一般不用，计算时将焊 缝长度两端各减去5mm。
（2）变厚度板对接，在板的一面或两面切成坡度不大于1： 4的斜面，避免应力集中。 （图1）
（3）变宽度板对接，在板的一侧或两侧切成坡度不大于1：
4的斜边，避免应力集中。 （图2）
图1
图2
4. 对接焊缝的强度
有引弧板的对接焊缝在受压时与母材等强，但焊缝的抗拉 强度与焊缝质量等级有关。
二、对接焊缝的计算
以焊缝质量也最好，仰焊最差。
4、焊缝符号及标注方法（P195~197）
按《建筑结构制图标准》(GB/T50105-2001)和 《焊缝符号表示法》(GB324-88)执行。
第三节 对接焊缝连接的构造和计算
对接焊缝传力直接、平顺、没有显著的应力集中 现象，受力性能良好。但质量要求高，焊件间施 焊间隙要求严，一般多用于工厂制造的连接中， 主要用于板件、型钢的拼接或构件的连接。
第三章 钢结构的连接-普通螺栓连接
公式的两点说明：
（1）螺栓的有效截面面积 因栓杆上的螺纹为斜方向的，所以抗拉时公式取的是有效
直径de而不是净直径dn，现行国家标准取：
ded1 23 43t (t螺)距
dn de dm d
(2）螺栓垂直连接件的刚度对螺栓抗拉承载力的影响
A、螺栓受拉时，一般是通过
与螺杆垂直的板件传递，即螺 杆并非轴心受拉，当连接板件 发生变形时，螺栓有被撬开的 趋势（杠杆作用），使螺杆中 的拉力增加（撬力Q）并产生 弯曲现象。连接件刚度越小撬 力越大。试验证明影响撬力的 因素较多，其大小难以确定， 规范采取简化计算的方法，取 ftb=0.8f（f—螺栓钢材的抗 拉强度设计值）来考虑其影响。
由假定‘(2)’得
y1 r1
N1Tx N1T
x N1Ty
T
N 1 TN 2 TN 3 T N nT
r1 r2 r3
rn
由上式得:
N 2 TN r1 1 Tr2 ； N 3 TN r1 1 Tr3 ； N nT N r1 1 Trn
得:
T N r 1 1 Tr 1 2 r 2 2 r n 2N r 1 1 Ti n 1r i2
简化计算： 令:xi=0，则NiTy=0
N 1Tx T ny r1 i2y r1 1T ny y1 i2
y 1 N1Tx
y1
r1
N1T
x N1Ty
i 1
i 1
x1
N 1 2 T x N 1 F 2 N m b in
三、普通螺栓的抗拉连接
（一）普通螺栓抗拉连接的工作性能
N 1 TT nr1n
Tr1
n
ri2
xi2 yi2
钢结构第三章螺栓连接
需验算 正交截 面和折 线截面 的强度
An t[2e4 (n2 1) e12 e22 n2d0 ]
例题3-14
设计两角钢用C级普通螺栓的拼接，已知角 钢型号为∟90×6，所承受的轴心拉力的设计 值为N=160KN，采用拼接角钢的型号与构件 的相同，钢材为Q235A，螺栓直径d=20mm， 孔径为21.5mm。
Nn yn
y2 n
N Myi
i
y2
i
要求：受力最大的最外排螺栓的拉力不超过一 个螺栓的抗拉承载力设计值，即：
N My1 N b
1
y2
i
t
4. 弯矩和拉力共同作用的普通螺栓群计算
根据偏心距的大小可能出现小偏心受拉和大偏 心受拉两种情况
（1）小偏心受拉：全部螺栓均为受拉
轴心力：由各螺栓均匀承受；
验算螺栓受力以及净截面强度
1、拼接板尺寸：长、宽、厚度
600mm
厚度的确定原则：拼接板的截面面积大于被 连接钢板的截面面积。
被连接钢板的截面面积：18×600
拼接板的截面面积：2×600×t
取10mm
长度的确定：与螺栓的布置间距有关
布置螺栓
2、螺栓布置：水平距离和竖向距离
距离的选取原则：在容许距离范围之内，水 平距离取较小值；竖向距离取较大值。
de2
4
ftb
2. 轴心拉力作用普通螺拴群的计算
螺栓群在轴心力作用下的抗拉连接，通常假定每 个螺栓平均受力，则连接所需螺栓数为：
n
N N tb
3.弯矩作用的普通螺栓群计算
中和轴
受拉区 受压区
由螺栓承担 由整个受压板承担
近似地取最下排螺栓中心处
钢结构的连接(螺栓)PPT
02
焊接过程中易产生热变 形，需进行焊后处理。
03
焊接过程中易产生焊接 缺陷，如气孔、夹渣、 未熔合等。
04
焊接过程中需要消耗大 量能源，且焊接设备成 本较高。
螺栓连接
01
02
03
04
通过螺栓和螺母将两个或多个 钢材连接在一起，操作简单，
安装方便。
螺栓连接可以拆卸，便于维修 和更换。
螺栓连接适用于承受静载和动 载的结构，承载能力较高。
优点
01
02
03
04
高强度
螺栓连接具有较高的承载能力 ，能够承受较大的拉力和压力
。
灵活性
螺栓连接适用于各种形状和尺 寸的钢结构，可以方便地连接
不同材料和厚度的构件。
易于安装
螺栓连接的安装过程相对简单 ，不需要焊接等复杂工艺，可
以快速装配和拆卸。
耐腐蚀
钢结构连接处使用螺栓连接可 以有效避免焊接区域的腐蚀问
06
螺栓连接的未来发展
新材料的应用
01
02
03
高强度钢材
随着材料科学的进步，高 强度钢材的研发和应用将 进一步提高螺栓连接的强 度和稳定性。
轻质材料
轻质材料的出现将降低结 构重量，提高螺栓连接的 效率，尤其在航空和汽车 领域具有广泛应用前景。
耐腐蚀材料
针对不同环境条件，研发 具有良好耐腐蚀性能的螺 栓材料，以提高结构的使 用寿命和安全性。
智能化连接技术
自动化装配
利用机器人和自动化设备 实现螺栓连接的快速、准 确装配，提高生产效率。
智能监测
通过传感器和智能化技术 对螺栓连接进行实时监测， 及时发现潜在问题，确保 结构安全。
预紧力控制
钢结构设计原理第三章(2)讲解
N1Tx
N1T
y1 r1
Ty1 ri2
Ty1 xi2
yi2
N1Ty
N1T
x1 r1
Tx1 ri2
Tx1 xi2 yi2
NV 1y
V n
NN 1x
N n
N
1
(
NT 1x
NN 1x
)2
N N T
V
1y
1y
2
Nb min
3.8.2 普通螺栓的抗拉连接 1. 一个普通螺拴的抗拉承载力
轴心力N由每个螺栓平均分担，螺栓数n
n
N Nmb in
N
b m
in
—一个螺栓抗剪承载力设计值与承压承载力设计值的
较小值
当l1＞l5d0时，连接工作进入弹塑性阶段后，各螺杆所
受内力不易均匀，端部螺栓首先达到极限强度而破坏，
随后由外向里依次破坏。为防止端部螺栓提前破坏，因
此，当l1＞l5d0 时，螺栓的抗剪和承压承载力设计值应 乘以折减系数η予以降低：
N1 N2 N3 ... Nn
y1 y2 y3
yn
M N1 y1 N2 y2 N3 y3 ... Nn yn
N1
y2
N2
y2
N 3
y2
...
N n
y2
y1 1
y2 2
y3 3
yn n
Ni
Myi
y2 i
N1
My 1 y2 i
N
b t
4、弯矩和拉力共同作用的普通螺栓群计算
钢结构第三章 钢结构连接方法(共18张PPT)
法 钢结构常用的焊接方法是电弧焊，包括手工电弧焊、自动或
半自动电弧焊以及气体保护焊等。 手工电弧焊是钢结构中最常用的焊接方法，其设备简单，
操作灵活方便。但劳动条件差，生产效率比自动或半自动焊 低，焊缝质量的变异性大，在一定程度上取决于焊工的技术 水平。
自动焊的焊缝质量稳定，焊缝内部缺陷较少，塑性
对整条焊缝探伤。
钢结构中一般采用Ⅲ级焊缝即可满足的强度要求，但对接焊缝的抗拉强度有较 大的变异性，《钢结构设计规范》规定，其设计值仅为主体钢材的85%左右。因而对有
较大拉应力的对接焊缝以及直接承受动力荷载构件的较重要的焊缝，可部分采用Ⅱ级焊缝， 对抗动力和疲劳性能有较高要求处可采用Ⅰ级焊缝。焊缝质量等级必须在施工图中标 注，但Ⅲ级焊缝不需要标注。
钢结构第三章 钢结构连接方法
*钢 结 构
—钢结构连接方法
一、钢结构的连接方法
钢结构的连接方法有焊缝连接、螺栓连接和铆钉连接三种。
《焊缝符号表示法》规定：焊缝符号一般由基本符号与指引线组成，必要时还可加上补充符号和焊缝尺寸。 基本符号：表示焊缝的横截面形状，如用“ ”表示角焊缝,用“V”表示V形坡口的对接焊缝； 补充符号：补充说明焊缝的某些特征，用“ ”表示现场安装焊缝，用“ ”表示焊件三面带有焊缝； Ⅰ级、Ⅱ级焊缝除对全部焊缝作相应等级的外观缺陷检查外，还应采用超声波探伤进行内部缺陷的检验，当超声波探伤不能对缺陷作出判断时， 应采用射线探伤。 在受拉连接中，裂纹更易扩展延伸，从而使焊缝在低于母材强度的情况下破坏。 C级螺栓（粗制螺栓）用或级钢制作，加工粗糙，尺寸不够准确，只要求Ⅱ类孔（即螺栓孔在单个零件上一次冲成或不用钻模钻成。 钢结构的连接方法有焊缝连接、螺栓连接和铆钉连接三种。 符号的同时,可在图形上加栅线表示。 自动焊的焊缝质量稳定，焊缝内部缺陷较少，塑性好，冲击韧性好，适合于焊接较长的直接焊缝。 按规范规定，栓孔中心最大间距受压时为12 d0或18tmin（tmin为外层较薄板件的厚度），受拉时为16 d0或24 tmin，中心至构件边缘最大距离为 4d0或8tmin。 根据上述螺栓的最大、最小容许距离，排列螺栓时宜按最小容许距离取用，且宜取5mm的倍数，并按等距离布置，以缩小连接的尺寸。 缺点：焊缝附近钢材因焊接高温作用形成的热影响区可能是某些部位材质变脆； 钢结构常用的焊接方法、焊缝连接； （一）普通螺栓连接的构造 自动焊的焊缝质量稳定，焊缝内部缺陷较少，塑性好，冲击韧性好，适合于焊接较长的直接焊缝。
半自动电弧焊以及气体保护焊等。 手工电弧焊是钢结构中最常用的焊接方法，其设备简单，
操作灵活方便。但劳动条件差，生产效率比自动或半自动焊 低，焊缝质量的变异性大，在一定程度上取决于焊工的技术 水平。
自动焊的焊缝质量稳定，焊缝内部缺陷较少，塑性
对整条焊缝探伤。
钢结构中一般采用Ⅲ级焊缝即可满足的强度要求，但对接焊缝的抗拉强度有较 大的变异性，《钢结构设计规范》规定，其设计值仅为主体钢材的85%左右。因而对有
较大拉应力的对接焊缝以及直接承受动力荷载构件的较重要的焊缝，可部分采用Ⅱ级焊缝， 对抗动力和疲劳性能有较高要求处可采用Ⅰ级焊缝。焊缝质量等级必须在施工图中标 注，但Ⅲ级焊缝不需要标注。
钢结构第三章 钢结构连接方法
*钢 结 构
—钢结构连接方法
一、钢结构的连接方法
钢结构的连接方法有焊缝连接、螺栓连接和铆钉连接三种。
《焊缝符号表示法》规定：焊缝符号一般由基本符号与指引线组成，必要时还可加上补充符号和焊缝尺寸。 基本符号：表示焊缝的横截面形状，如用“ ”表示角焊缝,用“V”表示V形坡口的对接焊缝； 补充符号：补充说明焊缝的某些特征，用“ ”表示现场安装焊缝，用“ ”表示焊件三面带有焊缝； Ⅰ级、Ⅱ级焊缝除对全部焊缝作相应等级的外观缺陷检查外，还应采用超声波探伤进行内部缺陷的检验，当超声波探伤不能对缺陷作出判断时， 应采用射线探伤。 在受拉连接中，裂纹更易扩展延伸，从而使焊缝在低于母材强度的情况下破坏。 C级螺栓（粗制螺栓）用或级钢制作，加工粗糙，尺寸不够准确，只要求Ⅱ类孔（即螺栓孔在单个零件上一次冲成或不用钻模钻成。 钢结构的连接方法有焊缝连接、螺栓连接和铆钉连接三种。 符号的同时,可在图形上加栅线表示。 自动焊的焊缝质量稳定，焊缝内部缺陷较少，塑性好，冲击韧性好，适合于焊接较长的直接焊缝。 按规范规定，栓孔中心最大间距受压时为12 d0或18tmin（tmin为外层较薄板件的厚度），受拉时为16 d0或24 tmin，中心至构件边缘最大距离为 4d0或8tmin。 根据上述螺栓的最大、最小容许距离，排列螺栓时宜按最小容许距离取用，且宜取5mm的倍数，并按等距离布置，以缩小连接的尺寸。 缺点：焊缝附近钢材因焊接高温作用形成的热影响区可能是某些部位材质变脆； 钢结构常用的焊接方法、焊缝连接； （一）普通螺栓连接的构造 自动焊的焊缝质量稳定，焊缝内部缺陷较少，塑性好，冲击韧性好，适合于焊接较长的直接焊缝。
第三章 钢结构的连接
max f t w或f cw
max
平焊 质量好
立焊 质量一般
横焊
仰焊 质量差
5.焊缝符号和标注方法
在钢结构施工图上要用焊缝代号标明焊缝形式、尺寸和辅助
要求。
焊缝代号主要由图形符号、辅助符号和引出线等部分组成。 具体有关代号规定和详细说明，可参照《建筑结构制图标准 》（GB/T 50105—2001）和《焊接符号表示法》（GB 324— 88）。
t
斜向受力的对接焊缝
对接焊缝斜向受力是指作用力通过焊缝重心，并与焊缝长度方向呈 夹角，其计算公式为：
N sin f t w 或 f cw l wt
N cos f vw l wt
l’w——斜焊缝计算长度。加引弧板时，l’w＝b/sinq；不加引弧板时，l’w＝ b/sinq－2t。
易于采用自动化，生产效率高。
（2）缺点：位于焊缝附近热影响区的材质有些变脆；
在焊件中产生焊接残余应力和残余变形，对结构
工作有不利的影响； 焊接结构对裂纹很敏感，一旦局部发生裂纹便有
可能迅速扩展到整个截面，尤其在低温下易发生脆断。
2. 常用的电弧焊的基本原理和设备
包括手工电弧焊、自动埋弧电弧焊和半自动埋弧电弧焊。
N M max N M f t w Aw Ww
Vmax S w max f vw I wt
（3. 6a）
（3.6b）
翼缘与腹板相交处焊缝的折算应力：
N M 1 2 3 12 1.1 f t w
式中：
（3.7）
M1
M h0 Ww h
(2)自动（或半自动）埋弧焊
①原理：埋弧焊是电弧在焊剂层下燃烧的一种电弧焊方法。
钢结构上三章钢结构连接2
三、螺栓连接
分为： N
普通螺栓连接 高强度螺栓连接
Time 12/8/201 Page 5/146
§3.2 焊接方法和焊接连接形式
一、钢结构常用焊接方法
1.手工电弧焊
原理：利用电弧产生热量
熔化焊条和母材形
成焊缝。
A、焊条的选择： 焊条应与焊件
焊机
焊条 保护气体
焊钳
钢材相适应。
焊件
电弧
熔池 Time 导1线2/8/201
（1）直角角焊缝
hf hf
hf
hf 普通式
1.5hf 平坡式
hf
凹面式
Time 12/8/201 Page 22/146
（2）斜角角焊缝
hf
按 h e= 0 .7 h f α hf
按 h e= 0 .7 h f α hf
(a)
hf
hf
按
he= hf
cos
α 2
α hf
按
he= hf
cos
α 2
α hf
（2）正面角焊缝
§3.1 钢结构的连接方法
一、焊缝连接 优点：不削弱截面，方便施工，连接刚度大； 缺点：材质易脆，存在残余应力，对裂纹敏感。
对接焊缝连接
角焊缝连接
Time Page
12/8/201 4/146
二、铆钉连接
优点：连接刚度大，传力可靠； 缺点：对施工技术要求很高， 劳动强度大，施工条件差， 施 工速度慢。
Time 12/8/201 Page 16/146
《钢结构工程施工及验收规范》规定： 焊缝按其检验方法和质量要求分为一级、二级
和三级。
一、二级焊缝除外观检查外，尚要求一定数 量的超声波检验并符合相应级别的质量标准。
分为： N
普通螺栓连接 高强度螺栓连接
Time 12/8/201 Page 5/146
§3.2 焊接方法和焊接连接形式
一、钢结构常用焊接方法
1.手工电弧焊
原理：利用电弧产生热量
熔化焊条和母材形
成焊缝。
A、焊条的选择： 焊条应与焊件
焊机
焊条 保护气体
焊钳
钢材相适应。
焊件
电弧
熔池 Time 导1线2/8/201
（1）直角角焊缝
hf hf
hf
hf 普通式
1.5hf 平坡式
hf
凹面式
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（2）斜角角焊缝
hf
按 h e= 0 .7 h f α hf
按 h e= 0 .7 h f α hf
(a)
hf
hf
按
he= hf
cos
α 2
α hf
按
he= hf
cos
α 2
α hf
（2）正面角焊缝
§3.1 钢结构的连接方法
一、焊缝连接 优点：不削弱截面，方便施工，连接刚度大； 缺点：材质易脆，存在残余应力，对裂纹敏感。
对接焊缝连接
角焊缝连接
Time Page
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二、铆钉连接
优点：连接刚度大，传力可靠； 缺点：对施工技术要求很高， 劳动强度大，施工条件差， 施 工速度慢。
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《钢结构工程施工及验收规范》规定： 焊缝按其检验方法和质量要求分为一级、二级
和三级。
一、二级焊缝除外观检查外，尚要求一定数 量的超声波检验并符合相应级别的质量标准。
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显然，T作用下‘1’号螺 栓所受剪力最大（r1最大）。
由力的平衡条件得：
T N 1T r1 N 2T r2 N nT rn (3 38)
y
1 r1
N1Tx N1T
x
N1Ty
T
由假定‘(2)’得 N nT N 1T N 2T N 3T r1 r2 r3 rn
( 3 39)
c1
1 1’
t1 t
1’--1’截面:
N
b
N
c4
c3 c2
对于1 1截面：An b m d 0 t ;
1 1’
2 2 对于1’ 1’ 截面：An 2c 4 m 1 c1 c 2 m d 0 t; 式中：f 钢材强度设计值； d 0 螺栓孔直径；
由式3-39得: N 1T N 1T N 1T N 2T r2；N 3T r3； N nT rn r1 r1 r1
C级
4.6级和4.8级 单个零件上一次冲成 螺杆与栓孔直径之差为 1.5～3mm
抗剪性能 经济性能 用途
好 价格高
较差 价格经济
构件精度很高的结构(机械 沿螺栓杆轴受拉的连接 结构);在钢结构中很少采 ；次要的抗剪连接；安 用,已被高强钢替代。 装的临时固定
2.高强度螺栓 由45号、40B和20MnTiB钢加工而成，并经过热处理 45号－8.8级； 40B和20MnTiB－10.9级 （a）大六角头螺栓 （b）扭剪型螺栓
N/3 N/3 N/3
N/2
N/2
N
双剪：nv 2
N/2
N/2
四剪：nv 4
（三）普通螺栓群抗剪连接计算
1、普通螺栓群轴心力作用下抗剪计算 试验证明,栓群在轴力作用下各个螺栓的内力 沿栓群长度方向不均匀，两端大,中间小。
N
l1 N/2 N/2
螺栓的内力分布 平均值
当l1≤15d0(d0为孔径)时，连接进入弹塑性工作状 态后，内力重新分布，各个螺栓内力趋于相同，故设 计时假定N有各螺栓均担。 所以，连接所需螺栓数为：
(3 34)
nv—剪切面数目； d—螺栓杆直径； fvb、fcb—螺栓抗剪和承压强度设计值； ∑t—连接接头一侧承压构件总厚度的较小值。
假定挤压力沿栓杆直径平面（实际上是相应于栓杆直径平面的孔壁 部分）均匀分布.
t
——同一方向承压板较小总厚度
d
fc
b
剪切面数目nv
N N
单剪：nv 1
fv 2
b
202
4
140 88.0kN
Nc dfc
b
b
2 6) 61.6kN t 20 385 min( 8，
(4)所需螺栓数n=350/61.6 =5.3个
(5)6个螺栓3排 布臵，中间距 100（90）mm， 端距60mm， 边距80mm。 (6)连接长度验算l1=15do=15〓22 =330mm ＝100＋60＋10＋60＋100＝330mm l
承压两种情况.
【因为】由破坏形式可知抗剪螺栓承载力取决于螺栓杆受剪和孔壁
【所以】单栓抗剪承载力由以下两式决定: 抗剪承载力：
N vb nv
b c
d 2
4
f vb
b c
(3 32)
承压承载力：
N d t f
(3 33)
b 【单栓抗剪承载力】 N min min N vb，N cb
椭圆形螺栓孔
备注：“十”线表示定位线；必须注明孔、螺栓直径。
§3－7 普通螺栓连接计算
一、螺栓连接的受力形式
F N F
A 只受剪力
B 只受拉力
C 剪力和拉力共同作用
[螺栓连接受力] 1)连接可传递弯矩、剪力和轴力,单个螺栓只能受拉或受剪; 2)受剪螺栓—作用力与螺杆垂直,受拉螺栓—作用力与螺 杆平行。
N n b N min
当l1>15d0(d0为孔径)时，连接进入弹塑性工作状 态后，即使内力重新分布,各个螺栓内力也难以均匀， 端部螺栓首先破坏,然后依次破坏。由试验可得连接的 抗剪强度折减系数η与l1/d0的关系曲线。
当15d 0 l1 60d 0时： l1 1.1 150d 0 (3 35)
C级---粗制螺栓，性能等级为4.6或4.8级； 4表示fu≥400N/mm2, 0.6或0.8表示fy/fu=0.6或0.8；Ⅱ 类孔，孔径(do)-栓杆直径(d) ＝1～3mm。
精制螺栓
粗制螺栓
代号
强度等级 加工方式 加工精度
A级和B级
5.6级和8.8级 车床上经过切削而成 螺杆与栓孔直径之差为 0.25～0.5mm
100
I
50 80 80 50
10 50 80 80 50
10
50
100
100
N
N
N
N
18 10
5/10/2014
解：①螺栓强度计算： 单个螺栓抗剪承载力设计值： 2 2 22 d NVb=nv 130 =98.8kN f bv =2 4 4 单个螺栓承压承载力设计值： NCb= d t f cv =22〓18〓305=120.8kN 故取Nminb=98.8kN 每侧12个螺栓承载力为12〓98.8＝ 1185.6kN>1181kN N 1181 10 N / m m2 ②被连接板强度计算： 214.4 N / m m A 400 18 4 23.5 18 >f=215 5/10/2014
N 计 算 解 (2)孔壁的挤压破坏（栓杆较粗而板件较薄时） 决 N N
(3)板件被拉断（截面削弱过多时） N/2
N
N
（4）板件端部被剪坏(拉豁) 端矩过小时；端矩不应小于2dO 这 N N 两 种 破 坏 （5）栓杆弯曲破坏 构 螺栓杆过长；栓杆长度不应大于5d 造 解 N/2 决 N
N/2
（二）抗剪螺栓的单栓承载力设计值
【受压构件】为防止连接板件发生鼓曲,中距不能太大。
中心距太大
（2）构造要求
螺栓的边距和中距不宜太大，以免板件间贴合 不密，潮气侵入腐蚀钢材。
（3）施工要求
为了便于扳手拧紧螺母，螺栓中距应不小于 3do(do为孔径)。 根据以上要求，规范给定了螺栓的容许间距。
1.5d0 1.5d0 3d0 2d0 3d0 3d0 2d0
3 2 n
2、普通螺栓群偏心力作用下抗剪计算
e
F T F
F
1
N1F
y
1 N 1Tx
r1
N1T
x
N1Ty
T
N 1F F n ( 3 37)
★F作用下每个螺栓受力：
★T作用下连接按弹性设计，其假定为： （1）连接板件绝对刚性，螺栓为弹性； （2） T作用下连接板件绕栓群形心转动，各螺栓剪 力与其至形心距离呈线形关系，方向与ri垂直。
解： 螺栓抗剪强度 f 140 N/mm 2 v
b
板件承压强度 fc 385N/mm 2 板件抗拉强度 f 310 N/mm 2
(1)双盖板的厚度t2≥拼接板的厚度t1/2＝8/2=4mm 取t2=6mm (2)单个螺栓抗剪承载力 双剪 N 2 v (3)孔壁承压
b
b
d 2
4
第一，为了保证连接的可靠性，每个杆件 的节点或拼接接头一端不宜少于两个永久 螺栓，但组合构件的缀条除外； 第二，直接承受动荷载的普通螺栓连接应 采用双螺帽，或其他措施以防螺帽松动；
第三，C级螺栓宜用于沿杆轴方向的受拉连接
，以下情况可用于抗剪连接：
1、承受静载或间接动载的次要连接；
2、承受静载的可拆卸结构连接；
端 距 中距 端距
边距
边距
2d0 端距
2d0
端距
1.5d0 (1.2d0)
1.5d0
3d0
线距
根据规范规定（P86表3.5.1）的螺栓最大、最小容许间距， 排列螺栓时宜按最小容许间距取用，且宜取5mm的倍数，并按 等距离布置，以缩小连接的尺寸。最大容许间距一般只在起连 系作用的构造连接中采用。
三、螺栓连接的构造要求
二、螺栓的排列
1.并列—简单、整齐、紧凑所用连接板尺寸小，但构
件截面削弱大； 2.错列—排列不紧凑，所用连接板尺寸大，但构件截
面削弱小；
端距 中距
中距 边距 边距
A 并列
B 错列
3.螺栓排列的要求
（1）受力要求
【垂直受力方向】为了防止螺栓应力集中相互影响、截 面削弱过多而降低承载力,螺栓的边距和端距不能太小； 【顺力作用方向】为了防止板件被拉断或剪坏，端距 不能太小；
＝ 1.1
1
(7)拼接净截面积An=(360 - 3〓22 )〓8 =2352mm2 净截面拉应力n=350000/2352=149N/mm2<f （毛截面拉应力=350000/(360〓8) =121N/mm2 ）
150d 0
1.1 0.1 1.0
例题: 两钢板截面为—18mm〓400mm，两面用盖板连接 ，钢材Q235，承受轴心力设计值N=1181kN,采用M22 普通C级螺栓连接，d 0 =23.5mm,按下图连接。试验算节 b b 点是否安全。（ f v ＝130N/mm2, f c =305N/mm2, f=215N/mm2）。 I
3、临时固定构件的安装连接。
第四，型钢构件拼接采用高强螺栓连接时， 为保证接触面紧密，应采用钢板而不能采用型 钢作为拼接件；
四、螺栓符号
(1) 普通螺栓，安装螺栓，高强度螺栓； (2) 孔径do=d+1.5~2，用f表示，如孔径f22； (3) 设计说明：螺栓类型，等级，直径，孔径。