钢结构的紧固件连接

2018/10/30 中南大学 土木工程学院 欧阳震宇
3d0
线距
第5章 钢结构紧固件连接
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第5章 钢结构紧固件连接
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；
M12、 M16大1.5mm； M18、 M20 、 M22 、M24大2mm； M27、 M30大3mm
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第5章 钢结构紧固件连接
5.2.1 螺栓的排列和构造要求
1.螺栓的排列
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。排列的方式有并列排列和错列排列两种。
图5.2.1 螺栓的排列方式 并列方式 比较简单整齐，所用连接板尺寸小，但由于螺栓孔的存在，对 构件截面的削弱较大； 错列方式 可以减小螺栓孔对截面的削弱，但螺栓空排列不如并列紧凑， 连接板尺寸较大。
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第5章 钢结构紧固件连接
(1)受力要求 a）端距限制——防止孔端钢板剪断，≥2d0 ；
b）螺孔中心距限制
下限：防止孔间板破裂≥3d0 上限：防止板间张口和鼓曲。
端距过小
中心距太大
（2）构造要求
螺栓的中距及边距过大，则构件接触面不够紧密，
潮气易侵入缝隙而发生锈蚀。
（3）施工要求
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要保证有一定的空间，以便转动扳手，拧紧螺母。
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第5章 钢结构紧固件连接
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第5章 钢结构紧固件连接
§5.2
螺栓规格
分类 强度等级 加工方式 加工精度 受力特点 经济性能
普通螺栓连接的构造
精制螺栓 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 抗剪差、抗拉好 价格高 构件精度很高的结构（机械 设备用）；在钢结构中很少 采用 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 抗剪抗拉均好 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
栓孔直径
＝螺杆的公称直径 +1.0～1.5mm
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
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第5章 钢结构紧固件连接
铆钉连接及特点
铆钉连接是用一端带有半圆形预制钉头的铆 钉，将钉杆烧红迅速插入被连接件的钉孔中， 再用铆钉枪将另一端也打铆成钉头，使连接达 到紧固。
本科教学
钢结构--原理与设计
第5章 钢结构的紧固件连接
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第5章 钢结构紧固件连接
5.1 螺栓连接概述
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第5章 钢结构紧固件连接 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
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
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
抗剪性能
经济性能
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
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
用途
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第5章 钢结构紧固件连接 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 高强度螺栓承压型连接 允许接触面滑移，依靠螺栓杆 和螺孔之间的承压来传力
传力机理
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
优点 缺点
传力可靠，塑性、韧性好， 动力性能好 费工费料、劳动强度高。
目前承重钢结构连接中已很少应用。
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第5章 钢结构紧固件连接 主要连接方法及优缺点
连接方法 焊 接 优 点 缺 点
对几何形体适应性强，构 造简单，省材省工，易于 自动化，工效高 。
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第5章 钢结构紧固件连接 2. 高强度螺栓连接 高强度螺栓是高强螺杆和配套螺母、垫圈的 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
（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
1.5d0 1.5d
0
边距
3d0
边距
边距
1.5d0 (1.2d0)
1.5d0
2d0 端距
2d0 端距
2d0 3d0 3d0 2d0
端距 中距 端距
规范规定： 螺栓的最大、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。
用途
注：A、B两级的区别只是尺寸不同。 A级用于d≤24mm, l≤150mm的 螺栓，B级用于d>24mm, l>150mm 螺栓。
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螺栓符号
常用螺栓直径：d=16，20，24mm，用M表示，如M16。
螺栓孔为d0=d+1.5～3mm
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； ③ 临时固定构件的安装连接。 沿杆轴方向受拉螺栓连接的端板，应适当加大刚度，以减小撬力对螺 栓抗拉承载力的不利影响。
来自百度文库传力可靠，韧性和塑性好， 质量易于检查，抗动力荷 载好。 装卸便利，设备简单
焊接残余应力大且不易控制， 焊接变形大。对材质要求高， 质量检验工作量大。 费钢、费工 。 目前很少采用
螺栓精度低时不宜受剪，螺 栓精度高时加工和安装难度 较大 。
铆
接
普通螺栓 连接 高强螺栓 连接
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加工方便，对结构削弱少， 摩擦面处理，安装工艺略为 能承受动力荷载，耐疲劳， 复杂，造价略高 塑性、韧性好 。