钢结构螺栓连接
钢结构的连接(焊接_螺栓连接)
9
二、焊接连接形式和焊缝形式 1.焊接连接形式 单击图片3-2播放
对接
10
单击图片3-3播放
搭接
11
2.焊缝形式 （1）对接焊缝
正对接焊缝 （2）角焊缝
斜对接焊缝
T型对接焊缝
12
3. 焊缝位臵
13
三、焊缝缺陷及焊缝质量检查
1.焊缝缺陷
14
2.焊缝质量检查 外观检查：检查外观缺陷和几何尺寸；
23
单击图片3-6播放
24
二、对接焊缝的计算 对接焊缝分为：焊透和部分焊透（自学）两种；
动荷载作用下部分焊透的对接焊缝不宜用做垂直受
力方向的连接焊缝；
N t N
对于静载作用下的一级和二级对接焊缝其强度可视 为与母材相同，不与计算。三级焊缝需进行计算； 对接焊缝可视作焊件的一部分，故其计算方法与构 件强度计算相同。
3
N
3.2 焊接连接的特性
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。
焊条 焊钳
A、焊条的选择： 焊条应与焊件
焊机
保护气体
钢材相适应。
焊件
电弧
熔池 导线 4
单击图片3-1播放
5
Q235钢选择E43型焊条（E4300--E4328) Q345钢选择E50型焊条(E5000--5048) Q390、Q420钢选择E55型焊条(E5500--5518) B、焊条的表示方法： E—焊条(Electrode)
4.焊缝代号
详细参见表3-1，图3-13
20
3.3 对接焊缝的构造与计算
一、对接焊缝的构造
1、对接焊缝的坡口形式:
对接焊缝的焊件常做坡口，坡口形式与板厚和
钢结构的连接-螺栓连接
刨平顶紧 承托(板)
N1 M NNN34中2 y和3 y轴2 y1
受压区
☻M作用下螺栓连接按弹性设计，其假定为： （1）连接板件绝对刚性，螺栓为弹性； （2）螺栓群的中和轴位于最下排螺栓的形心处，各 螺栓所受拉力与其至中和轴的距离呈正比。
显然‘1’号螺栓在M作用下所受拉力最大
1
2
M
3 4
刨平顶紧 承托(板)
x1 r1
N1T r1
n
T x1 rx3；i2 NnnTy
2
i
Nr11(T3rn44)
(3 40)
i 1
i 1
i 1
i 1
由此可得螺栓1的强度验算公式为:
N
2 1Tx
N 1Ty N 1F
2
N
b min
(3 45)
另外,当螺栓布置比较狭长(如y1≥3x1)时,可进行如下 简化计算：
令:xi=0，则N1Ty=0
由力学及假定可得：
N1 M NNN34中2 y和3 y轴2 y1
受压区
N1 N2 N3 Nn
y1
y2
y3
yn
(3 52)
M N 1 y1 N 2 y2 N n yn (3 53)
由式3--52得:
N2
N1 y1
y2；N 3
N1 y1
y3；
Nn
N1 y1
yn
(3 54)
将式3--54代入式3--53得:
(3 42)
y 1 N1Tx
r1
N1T
N1Tx
T r1
n
n
x
2 i
y1
y
2 i
r1
T y1
n
钢结构螺栓连接
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。
钢结构第3章(螺栓连接计算)
e4
+
+ + +
+
+2 1 e2
+
+
+
+
6e1 e4
+
N
+
+
+
+
+
+
除对1-1截面 （绿线）验算外，还 N 应对2-2截面（粉红） 进行比较验算。因此， 在进行该连接的净截 面强度计算时，其中 Ani应取An1和An2中的 较小值。 2-2分红线总长： 扣除螺孔直径后：
1 + + + +2 1 e2 2 + + + + + + +
202
4
140 44kN
90 80 90
90 80 90
50 56 34
b 单个螺栓的最大承载能力：N max min N cb , N cb 36.6kN
b Nc d tfcb 20 6 305 36.6kN
（2）需要螺栓数目 n = 175/36.6=4.8个，取不少于5个。 螺栓布置按错列布置，布置图见上。 同时给出角钢的展开形状及螺栓孔布置，见右图
e4
+
+ + + + + + +
6e1 e4
+ + +
N
2e4 ( n2 1) e12 e2 2
2e4 (n2 1) e12 e2 2 n2 d 0
n2——粉红线截面上的螺孔数
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
钢结构螺栓连接
钢结构螺栓连接（一）普通螺栓连接的构造1、普通螺栓的形式和规格钢结构采用的普通形式为大六角头型，其代号用字母M与公称和直径（mm）表示。
工程中常用M18，M20，M22，M24。
按国际标准，螺栓统一用螺栓的性能等级来表示，如“4.6级”、“8.8级”等。
小数点前数字表示螺栓材料的最低抗拉强度，如“4”表示400N/mm2，“8”表示800N/mm2。
小数点后的数字（0.6、0.8）表示螺栓材料的屈强比，即屈服点与最低抗拉强度的比值。
根据螺栓的加工精度，普通螺栓又分为A、B、C三级。
A、B级螺栓（精制螺栓）采用8.8级钢材制作，经机床车削加工而成，表面光滑，尺寸准确，且配用Ⅰ类孔（即螺栓孔在装配好的构件上钻成或扩钻成，孔壁光滑，对孔准确）。
由于其加工精度高，与孔壁接触紧密，其连接变形小，受力性能好，可用于承受较大剪力和拉力的连接。
但制造和安装较费工，成本高，故在钢结构中较少采用。
C级螺栓（粗制螺栓）用4.6或4.8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。
一般孔径比螺栓杆径大1~2mm）。
在传递剪力时，连接变形大，但传递拉力的性能尚好，操作无需特殊设备，成本低。
常用于承受拉力的螺栓连接和承受静力荷载或间接承受动力荷载结构中的次要受剪连接。
2、普通螺栓连接的排列螺栓的排列应简单、统一而紧凑，满足受力要求，构造合理又便于安装。
排列方式有并列和错列两种排列（如图所示）。
并列较简单，错列较紧凑。
（二）普通螺栓连接的受力特点1、受剪螺栓连接2、受拉螺栓连接3、拉剪螺栓连接（三）高强度螺栓的受力特点高强度螺栓连接按设计和受力要求可分为摩擦型和承压型两种。
摩擦型连接在承受剪切时，以外剪力达到板件间可能发生的最大摩阻力为极限状态；当超过时板件间发生相对滑移，即认为连接已失效而破坏。
承压型连接在受剪时，则允许摩擦力被克服并发生板件间相对滑移，然后外力可以继续增加，并以此后发生的螺杆剪切或孔壁承压的最终破坏为极限状态。
钢结构螺栓连接
钢结构螺栓连接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为普通螺栓和高强度螺栓两种。
普通螺栓连接钢结构普通螺栓连接即将螺栓、螺母、垫圈机械地和连接件连接在一起形成的一种连接方式。
一般受力较大的结构或承受动荷载的结构，当采用普通螺栓连接时，螺栓应采用精制螺栓以减小接头的变形量。
精制螺栓连接是一种紧配合连接，即螺栓孔径和螺栓直径差一般在0.2～0.5mm，有的要求螺栓孔径和螺栓直径相等，施工时需要强行打入。
精制螺栓连接加工费用高、施工难度大，工程上已极少使用，逐渐被高强度螺栓连接所替代。
（1）普通螺栓种类1）普通螺栓的材性螺栓按照性能等级分3.6、4.6、4.8、5.6、5.8、6.8、8.8、9.8、10.9、12.9十个等级，其中8.8级以上螺栓材质为低碳合金钢或中碳钢并经过热处理(淬火、回火)，通称为高强度螺栓，8.8级以下（不含8.8级）通称为普通螺栓。
螺栓性能等级标号由两部分数字组成，分别表示螺栓的公称抗拉强度和材质的屈强比。
如性能等级分4.6级的螺栓其含义为：第一部分数字（4.6中的“4”）为螺栓材质公称抗拉强度（N/mm2 ）的1/100；第二部分数字（4.6中的“6”）为螺栓材质的屈强比的10倍；两部分数字的乘积（4×6=“24”）为螺栓材质公称屈服点的（N/mm2 ）的1/10。
2）普通螺栓的规格普通螺栓按照形式可分为六角头螺栓、双头螺栓、沉头螺栓等；按制作精度可分为A、B、C级三个等级，A、B级为精制螺栓，C级为粗制螺栓，钢结构用连接螺栓，除特殊说明外，一般即为普通粗制C级螺栓。
3）螺母钢结构常用的螺母，其公称高度h大于或等于0.8D(D为与其相匹配的螺栓直径), 螺母强度设计应选用与之其相匹配螺栓中最高性能等级的螺栓强度,当螺母拧紧到螺栓保证荷载时,必须不发生螺纹脱扣。
螺母性能等级分4、5、6、8、9、10、12等，其中8级（含8级）以上螺母与高强度螺栓匹配，8级以下螺母与高强度螺栓匹配。
钢结构螺栓连接方式
钢结构螺栓连接方式引言钢结构是一种广泛应用于建筑、桥梁和其他工程中的重要结构形式。
螺栓连接作为钢结构中常见的连接方式之一，在确保结构稳定性和安全性方面起着重要作用。
本文将对钢结构螺栓连接方式进行详细探讨，包括连接原理、常用连接类型、连接设计和施工要点等内容。
连接原理螺栓连接是通过螺栓和螺母的摩擦力和受力性能来实现构件间力的传递和固定。
其连接原理包括以下几个方面： 1. 摩擦力：螺栓和螺母的螺纹接合处通过摩擦力实现了力的传递和固定，使得连接更加牢固。
2. 拉伸力：螺栓受力时，承受的主要是拉伸力，通过将拉伸力施加于螺栓上实现了连接构件的紧固。
3. 剪切力：除了拉伸力外，螺栓连接还能够通过螺栓和构件之间的剪切力来抵抗横向力的作用，提高连接的稳定性。
常用连接类型螺栓连接方式根据连接形式和构件类型的不同，可以分为以下几种常见类型：拉力螺栓连接拉力螺栓连接是将螺栓嵌入一个孔内，然后通过螺母将被连接构件牢固地固定于一起。
该连接方式适用于承受垂直荷载且受力方向明确的构件，如柱子和梁板的连接。
剪力螺栓连接剪力螺栓连接是将螺栓嵌入构件正面孔道中，通过螺母将构件固定在了一起。
该连接方式适用于承受横向力和剪切力的构件，如桥梁、风力发电塔架等。
接触螺栓连接接触螺栓连接是通过将螺栓嵌入被连接构件的凹槽或凸台中，实现了接触面的增加，从而提高了连接的稳定性和承载力。
该连接方式适用于连接较大承载力的构件，如大跨度钢桁架。
连接设计要点在进行钢结构螺栓连接设计时，需要考虑以下几个关键要点：螺栓尺寸与等级螺栓的尺寸和等级决定了连接的承载力和稳定性。
根据构件的受力情况和要求，选择合适的螺栓尺寸和等级是关键的。
常用的螺栓等级有4.8级、8.8级和10.9级。
连接间距和布置连接间距和布置的合理设计能够有效地提高连接的均匀性和稳定性，减少不均匀受力和应力集中的发生。
根据构件的受力情况和设计要求，进行合理的连接间距和布置设计是非常重要的。
螺栓预紧力控制螺栓的预紧力控制是保证连接性能稳定和高效的重要环节。
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
钢结构学习系列(二)-螺栓连接--专题
螺栓连接------专题一、连接分类：主要类型：1、普通螺栓；2、高强度螺栓；3、锚栓；4、栓钉（也称：剪力钉）。
1、普通螺栓：采用国标《紧固件机械性能、螺栓、螺钉和螺柱》（GB3098-2000）的规定，根据其加工精度分为六角头螺栓1）A级；2）B级；3）C级。
1）A级螺栓：见《六角头螺栓—A级和B级》（FB/T5782-2000）通常采用5.6级和8.8级钢。
A级螺栓规格较小：公称直径d≤24mm，螺杆公称长度L≤10d或L≤150mm(按较小值)。
A级螺栓表面须经车床加工，精度高且尺寸准确（只允许-0.18~ -0.25的负偏差），螺栓孔须采用1类孔，孔径仅比杆径约大0.3~0.5mm，故受力时变形小，受剪性能较好。
但制造、安装费工，造价相对较高，已逐渐被高强度螺栓取代。
2）B级螺栓：见《六角头螺栓—A级和B级》（FB/T5782-2000）通常采用5.6级和8.8级钢。
B级螺栓规格较大：公称直径d＞24mm，螺杆公称长度L＞10d或L＞150mm(按较小值)。
B级螺栓表面须经车床加工，精度高且尺寸准确（只允许-0.18~ -0.25的负偏差），螺栓孔须采用1类孔，孔径仅比杆径约大0.3~0.5mm，故受力时变形小，受剪性能较好。
但制造、安装费工，造价相对较高，已逐渐被高强度螺栓取代。
3）C级螺栓：见《六角头螺栓—C级》（FB/T5780-2000）通常采用4.6级钢。
C级螺栓规格较多。
C级螺栓由于强度较低，紧固件的预拉力不能太大，故在连接件间施加的压紧力不大，因此其间的摩擦力也不大；C级螺栓一般用圆钢压制而成，表面不经特别加工，不仅粗糙且尺寸误差大，螺栓孔一般仅采用2类孔，孔径允许偏差0~1.0mm，加上设计孔径比螺栓公称直径d大1.5~3mm，这样孔径将比杆径大1.5~4mm，故C级螺栓在垂直其杆轴方向的受剪性能较差。
但C级螺栓在沿其杆轴方向的受拉性能却较好，故宜将其用于沿其杆轴方向的受拉连接中。
钢结构螺栓连接
7.1 普通螺栓连接
（2）螺栓长度。 螺栓长度通常是指螺栓螺头内侧面到螺杆端头的距离， 一般以5 mm为模数；从螺栓的标准规格上可以看出，螺纹
的长度基本不变。影响螺栓长度的因素主要有被连接件的总
厚度、螺母的高度、垫圈的数量及厚度等。螺栓长度的计算 公式为 式中，L为螺栓长度（mm）；δ为被连接件的总厚度（mm）； H为螺母的高度（mm），一般为 0.8D；n为垫圈个数；h为垫圈 厚度（mm）；C为螺纹外露部分长度（mm），以2～3丝为宜， 一般为5 mm。
钢结构工程制作与施工
单元7 螺 栓 连 接
普通螺栓连接
高强度螺栓连接
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单元7 螺 栓 连 接
教学导航
7.栓（C级螺栓）连
接。粗制螺栓抗剪连接依靠螺杆受剪和孔壁承压来承受荷载，
而粗制螺栓抗拉连接则依靠螺杆轴向受拉来承受荷载。在粗 制螺栓抗剪连接中，由于螺杆孔径较螺杆直径大1.0～1.5 m
高强度螺栓连接按其受力状况可分为摩擦型连接、承压型
连接和张拉型连接三种类型。其中，前两种连接主要承受剪力， 第三种连接主要承受拉力。摩擦型连接是目前被广泛采用的连
接形式。摩擦型连接是依靠连接板件间的摩擦力来承受荷载的。
连接中的螺栓孔壁不承压，螺杆不受剪。这种连接应力传递圆 滑，接头刚性好，通常所指的高强度螺栓连接就是这种摩擦型
同批。分别由同批螺栓、同批螺母和同批垫圈组成的连接副称
为同批连接副。
7.2 高强度螺栓连接
2）扭矩法施工
对于大六角头高强度螺栓连接副来说，当扭矩系数K确定之后， 由于螺栓的轴力（预拉力）P是由设计规定的，因此螺栓应施加的 扭矩值M就可以很容易地通过计算确定。根据计算确定的施工扭矩 值，使用扭矩扳手（手动、电动或风动）进行终拧，这就是扭矩法 施工的原理。 在确定螺栓的轴力P时应考虑螺栓的施工预拉力损失。一般来 说，螺栓施工预拉力P按1.1倍的设计预拉力取值。 螺栓在储存和使用过程中，其扭矩系数易发生变化，因此在安
钢结构的连接螺栓连接
yn
M N1 y1
y12 y22 yn2
N1 y1
n
yi2
i 1
N1
M y1
n
yi2
i 1
1号螺栓强度验算：
N1
N
b t
一般螺栓群在偏心拉力作用
N1F
F e
1 2 3 4
F M
刨平顶紧 F
承托(板)
可采用偏于安全旳设计措施，即叠加法。
N1M
N2M
y1
N3M
N4M
M=F·e
N1 N1F
材为Q235钢，采用M 22普通螺栓 （C级），螺栓孔直径d0 24mm。 N
此连接承受的静力荷载设计值为
340
260 10
N
10
t 12
N 900kN。
解：查附表1.3得：fvb 140N / mm2
f
b c
305N
/
mm2
一个螺栓的抗剪承载力设计值为
N
t 20
N
N
530
t 12
N /2
T y1
n
xi2
n
yi2
i 1
i 1
i 1
i 1
N1Ty
T r1
n
xi2
n
yi2
x1 r1
T
n
xi2
x1
n
yi2
i 1
i 1
i 1
i 1
y1 r1
N1Tx N1T
x N1Ty
T
螺栓1旳强度验算公式为:
N12Tx
N1Ty N1F
2
N
b min
当螺栓布置比较狭长(如y1≥3x1)时, 可令:xi=0，则N1Ty=0
钢结构的螺栓连接工艺及质量控制
钢结构的螺栓连接工艺及质量控制一、引言钢结构作为一种重要的建筑材料，具有高强度、耐久性强的特点，被广泛应用于建筑工程中。
在钢结构的组装过程中，螺栓连接是一种常见且重要的连接方式。
本文将探讨钢结构螺栓连接的工艺以及相应的质量控制措施。
二、螺栓连接工艺1. 目标和选择在进行钢结构螺栓连接之前，首先要明确连接的目标和选择适当的螺栓型号。
根据所需的受力性能和使用环境，选择适当的螺栓规格、材质和级别。
2. 打孔和加工钢结构中螺栓连接所需的孔洞通过专用工具进行打孔。
对于较大直径的螺栓连接，可以使用钻孔机或数控机床进行精确的孔洞加工。
3. 清洁和除锈在进行螺栓连接之前，应清洁钢结构表面的油污和杂物。
对于已锈蚀的表面，在连接之前需要进行除锈处理，以确保连接的可靠性。
4. 对齐和安装在进行螺栓连接时，需要将要连接的钢构件进行对齐，使其相互平行或垂直。
使用专用工具将螺栓插入孔洞中，并通过扭紧螺母的方式将连接件紧固在一起。
5. 螺栓扭矩控制螺栓连接的紧固力对连接的强度和稳定性起到决定性作用。
通过适当的螺栓扭矩控制，可以确保连接的紧固力达到设计要求。
可以使用扭矩扳手等工具来实现螺栓的准确扭紧。
三、质量控制措施1. 规范和标准钢结构螺栓连接的质量控制要依据相关的规范和标准进行。
例如，根据GB/T 1231-2006标准，对螺栓的制造、理化性能和外观质量都有明确的规定。
2. 材料质量检测螺栓连接所用的螺栓材料应进行质量检测。
通过化学成分分析、金相组织观察和力学性能测试等手段，确保材料的质量符合要求。
3. 连接强度测试连接的强度是螺栓连接的一个关键指标。
可以使用拉压试验机等设备对连接进行强度测试，以验证连接的可靠性和承载能力。
4. 扭矩控制监测螺栓扭矩控制是保证连接紧固力的重要步骤。
可以使用扭矩扳手等工具，结合力矩传感器对螺栓的扭紧力进行实时监测，以确保扭紧力符合设计要求。
5. 表面质量检查连接表面的质量直接影响螺栓连接的可靠性。
钢结构螺栓连接方式
钢结构螺栓连接方式一、引言钢结构是一种广泛应用于建筑物、桥梁、塔架等领域的结构体系。
在钢结构中，螺栓连接是一种常见的连接方式，具有良好的可靠性和经济性。
本文将对钢结构螺栓连接方式进行详细介绍。
二、螺栓连接概述1. 螺栓连接定义螺栓连接是指通过螺纹配合将两个或多个零件紧密固定在一起的一种机械连接方式。
2. 螺栓材料常见的螺栓材料有碳素钢、合金钢和不锈钢等。
选用何种材料应考虑到使用环境和力学要求。
3. 螺纹形状常见的螺纹形状有普通螺纹和高强度螺纹两种。
高强度螺纹具有更大的抗拉强度和抗疲劳性能。
4. 轴向预紧力在安装过程中，通过施加轴向预紧力可以使得零件之间产生压力，从而使得整个连接更加牢固。
三、螺栓连接分类1. 普通型式螺栓连接普通型式螺栓连接是指在螺栓两端加上螺母，通过旋转螺母使得零件之间产生压力，从而实现连接。
这种连接方式适用于一般的静载荷和低频振动。
2. 高强度型式螺栓连接高强度型式螺栓连接是指在普通型式螺栓的基础上，增加了防松装置和预紧力控制装置。
这种连接方式适用于高强度、高频振动和重要结构。
3. 偏心双头螺栓连接偏心双头螺栓连接是指在一端增加了偏心套筒，并且采用了特殊的接触面设计。
这种连接方式适用于承受剪切力和扭矩的结构。
4. 膨胀锚固螺栓连接膨胀锚固螺栓连接是指通过在孔洞中插入带有可伸缩套筒的锚固体，并且通过旋转锚固体使得套筒展开，从而实现固定。
这种连接方式适用于混凝土墙体或地面的钢结构。
四、螺栓连接设计1. 设计原则在进行螺栓连接设计时，应考虑到以下原则：（1）满足结构强度和刚度要求；（2）保证螺栓的可靠性和安全性；（3）考虑到预紧力对于连接的影响。
2. 设计步骤进行螺栓连接设计时，应按照以下步骤进行：（1）确定连接零件的材料、尺寸和形状；（2）选择适当的螺栓型号和数量，并且计算出所需的轴向预紧力；（3）确定螺栓的布置方式和间距；（4）进行强度、刚度和稳定性计算，并且检查是否满足要求。
钢结构螺栓连接
钢结构螺栓连接钢结构螺栓连接文档模板范本：一、引言钢结构螺栓连接作为一种常用的结构连接方式，在建造工程和工业设备中具有重要作用。
本文档将详细介绍钢结构螺栓连接的相关概念、材料要求、连接方式、施工要点等内容，以便为相关领域的设计师和施工人员提供参考。
二、钢结构螺栓连接的定义及分类钢结构螺栓连接是指利用螺栓、螺母和垫圈等构件将不同零部件连接起来的一种结构连接方式。
根据连接部位和连接方式的不同，钢结构螺栓连接可分为以下几类：端板连接、销钉连接、拉力连接、剪切连接、面连接等。
三、钢结构螺栓连接的材料要求钢结构螺栓连接所用的螺栓、螺母和垫圈等构件需要符合相关标准和规范要求。
螺栓的材料普通为高强度合金钢，螺母和垫圈的材料则选择耐蚀性好的材质，如不锈钢。
此外，钢结构螺栓连接还需考虑构件的材料相容性，以确保连接的可靠性。
四、钢结构螺栓连接的连接方式钢结构螺栓连接的连接方式主要包括预紧力连接、磨擦阻力连接和剪切连接等。
预紧力连接是通过施加一定的螺栓预紧力，使螺栓连接产生弹性变形，以提高连接的刚度和承载能力；磨擦阻力连接则是依靠螺栓和连接面之间的磨擦力来传递承载力，合用于受剪作用较大的连接；剪切连接则是通过剪切构件的连接面提供承载能力。
五、钢结构螺栓连接的施工要点钢结构螺栓连接的施工要点包括连接件的选择、连接面的处理、螺栓预紧力的施加、连接点的检查等。
在选择连接件时，需考虑其合适的尺寸和强度等因素；连接面的处理可以采用清理、打磨、防腐蚀涂层等方式提高连接的可靠性；在施加螺栓预紧力时，需根据设计要求和实际情况控制扭矩或者张力的大小；连接点的检查应包括螺栓松动、疲劳裂纹、锈蚀等方面，确保连接的安全性。
六、附件本文档所涉及的附件如下：1. 钢结构螺栓连接设计图纸2. 相关标准和规范文件3. 连接件和材料的供应商列表4. 施工记录和验收报告七、法律名词及注释1. 结构连接：指建造或者工程中不同构件通过一定方法相连接的过程。
钢结构的连接-螺栓
钢结构的连接-螺栓钢结构的连接-螺栓1. 引言钢结构连接是钢结构设计和施工中的重要环节。
螺栓连接是一种常用的连接方式，它具有承载能力强、安装方便等优点，在钢结构工程中得到广泛的应用。
本文就钢结构的连接-螺栓进行详细介绍和解析。
2. 螺栓连接的基本原理2.1 螺栓的组成及分类螺栓由螺杆、螺母和垫圈组成，根据螺杆和螺母的形状和螺纹特征，可以将螺栓分为普通螺栓、高强度螺栓和特殊螺栓等几类。
2.2 螺栓连接的受力特点螺栓连接受力主要包括剪切力、压力和拉力，不同受力情况下，需要采取不同的螺栓连接方式和计算方法。
3. 螺栓连接的设计与计算3.1 螺栓的选用根据钢结构的受力特点和设计要求，选择适当的螺栓规格和等级进行连接。
考虑到安装的便捷性和经济性，还需考虑螺栓的标准化和模块化。
3.2 螺栓的预紧力和紧固力控制螺栓连接的预紧力和紧固力控制是保证连接质量和可靠性的关键。
本章介绍螺栓的预紧力计算方法、螺栓松动的问题及解决办法。
3.3 摩擦型和非摩擦型连接根据钢结构连接的要求和设计荷载，螺栓连接可以采取摩擦型或非摩擦型的连接方式。
本章介绍了两种连接方式的原理、计算方法和适用范围。
4. 螺栓连接的施工要点4.1 螺栓的安装顺序和步骤在钢结构的安装过程中，正确的螺栓安装顺序和步骤是保证连接质量的重要因素。
本章介绍了螺栓连接的安装要点和注意事项。
4.2 螺栓连接的检验与验收为了确保螺栓连接的质量和可靠性，需要进行相应的检验和验收工作。
本章介绍了螺栓的常见质量问题和检验方法。
5. 螺栓连接的局限性与发展趋势螺栓连接作为一种常用的钢结构连接方式，也存在一些局限性。
本章介绍了螺栓连接的局限性，并展望了未来螺栓连接发展的趋势和改进方向。
6. 扩展内容1、本文档所涉及附件如下：- 图表1：螺栓连接示意图- 图表2：螺栓连接的受力示意图- 表格1：常见螺栓规格和等级对照表- 表格2：螺栓预紧力计算表2、本文档所涉及的法律名词及注释：- 钢结构：指由钢材构成的结构体系。
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Design Principles of Steel Structure
b 计算NV 、 Ncb
普 通 螺 栓 群 轴 心 受 剪 的 计 算 流 程
b b Nmin min NV ， Ncb
是
否
l1 15d0
1.1
n N b N min
1.5d0 1.5d0
3d0 边距
边距
1.5d0 (1.2d0)
1.5d0
2d0 端距
2d0
2d0 3d0
端距
3d0 2d0
端距
端距
钢结构设计原理
中距
Design Principles of Steel Structure
3d 0
线距
根据的螺栓最大、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。
抗剪性能
经济性能 用途
好
价格高 构件精度很高的结构（机械 结构）；在钢结构中很少采 用
钢结构设计原理
较差
价格经济 沿螺栓杆轴受拉的连接；次 要的抗剪连接；安装的临时 固定
Design Principles of Steel Structure
2. 高强度螺栓连接 高强度螺栓是高强螺杆和配套螺母的合称。 由45号、40B和20MnTiB钢经过热处理加工而成。 45号－8.8级；40B和20MnTiB－10.9级
钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure
(1)受力要求
a）端距限制——防止孔端钢板剪断，≥2d0 （顺力方向）； 下限：防止孔间板破裂≥3d0 b）螺孔中心距限制 上限：防止板间张口和鼓曲。 因此规范从受力的角度规定了最大和最小容许间距
端距过小, 冲切破坏
当 15d 0 l1 60d 0时：
平均值
长连接螺栓的内力分布 η
1.0 0.75 0.5 0.25 0 试验曲线 8.8级 M22 ECCS 我国规范
1.1
l1 150d 0
当l1 60d 0时：
0.7
连接所需栓数：
N n b N min
钢结构设计原理
l1/d0
螺栓符号
常用螺栓直径为d=16，20，24mm，用M表示，如M16。 螺栓孔为d0=d+1.5～3mm M12、 M16大1.5mm， M18、 M20 、 M22 、M24大2mm， M27、 M30大3mm
钢结构设计原理
Design Principles of Steel Structure
3.6 普通螺栓连接的构造和计算
3）通过计算保证板件有足够的拉压强度 4）螺栓端距≥2d
0
——避免钢板被拉豁
5）栓杆连接长度不超过5d
钢结构设计原理
Design Principles of Steel Structure
2.单个普通螺栓的受剪计算
抗剪螺栓的承载力取决于螺栓杆受剪和孔壁承压两种情况，故 单栓抗剪承载力由以下两式决定:
抗剪连接
抗拉连接
钢结构设计原理
Design Principles of Steel Structure
1. 单个螺栓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 (1) 摩擦传力的弹性阶段(0~1段) 直线段—连接处于弹性状态； 该阶段较短—摩擦力较小。 (2) 滑移阶段(1~2段) 克服摩擦力后，板件间突然发生 水平滑移，最大滑移量为栓孔和栓杆 间的间隙，表现在曲线上为水平段。
钢结构设计原理
N
N
N/2 N/2
N
4
N
a b
3
2
1 O
Design Principles of Steel Structure
δ
(3) 栓杆传力的弹性阶段(2~3段) 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 N/2 挤压。由于材料的弹性以及栓杆拉力增 N/2 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。
钢结构设计原理
中心距太大
Design Principles of Steel Structure
（2）构造要求
若栓距及线距过大，则构件接触面不够紧密，潮
气易侵入缝隙而发生锈蚀。规范规定了螺栓的最大容许间距。 （3）施工要求 要保证有一定的空间，以便转动扳手，拧紧螺母。
因此规范规定了螺栓的最小容许间距。
传力机理
允许接触面滑移，依靠螺栓杆 和螺孔之间的承压来传力
＝螺杆的公称直径 +1.0～1.5mm
栓孔直径
特点
剪切变形小，弹性性能好， 连接紧凑，但剪切变形大，不 特别适用于承受动力荷载 得用于承受动力荷载的结构 的结构
钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure
取ftb=0.8f（f—螺栓钢材的抗 拉强度设值）。
钢结构设计原理
图7.6.6 受拉螺栓的撬力
Design Principles of Steel Structure
c) 在构造上可以通过加强连接件的刚度的方法，来减小杠杆作 用引起的撬力，如设加劲肋，可以减小甚至消除撬力的影响。
4.单个普通螺栓受拉承载力
l1 0.7 150d 0 N b N min
Design Principles of Steel Structure
3.6.3.普通螺栓群连接计算
1.普通螺栓群轴心受力 （1）普通螺栓群轴心受剪计算 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。 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由各螺栓平均分担。 连接所需螺栓数为：
（a）大六角头螺栓
（a）大六角头螺栓
（b）扭剪型螺栓 （b）扭剪型螺栓
钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure
高强度螺栓摩擦型连接和承压型连接比较
高强度螺栓摩擦型连接 利用预拉力把被连接的部 件夹紧，使部件的接触面 间产生很大的摩擦力，外 力通过摩擦力来传递 ＝螺杆的公称直径 +1.5～2.0mm 高强度螺栓承压型连接
N
N
a b
(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。
O
钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure
4 3
2 1
δ
受剪螺栓的破坏形式
3.5
螺栓连接
钢结构设计原理
Design Principles of Steel Structure
1. 普通螺栓连接
精制螺栓 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 粗制螺栓 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
钢结构设计原理
Design Principles of Steel Structure
2.螺栓的其它构造要求
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； 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；
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：
N
N/2 N/2
b 抗剪承载力设计值： N v nv
N
N
N
N
d
4
2
N
f vb （7.6.1）
d 2
4 N
nv ---受剪面, 单剪nv =1.0 , 双剪nv=2.0 , 四剪nv=4.0 。
钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure
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
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；
③ 临时固定构件的安装连接。 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；
钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure
3.6.2
单个普通螺栓的连接
N/2
N/2
N
∑t ---同一受力方向承压
板较小总厚度。
承压承载力设计值： 单栓抗剪承载力：
Ncb d t f cb
N
b min
（7.6.2）
b v
min N , N
b c
钢结构设计原理
Design Principles of Steel Structure
3.单个普通螺栓受拉的工作性能
钢结构设计原理
N
l1
N/2 N/2
平均值 螺栓的内力分布
N n b N min
Design Principles of Steel Structure
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 与l1/d0的关系曲线。
a) 螺杆被剪断； b) 连接件半孔壁挤压破坏； c) 钢板拉（压）断；d) 钢板剪坏；e) 螺杆弯曲破坏 。