第三章 钢结构的连接普通螺栓设计PPT课件
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钢结构螺栓连接
第三章 钢结构的连接
3.6.1 螺栓分类
2 高强螺栓
按材料性能等级可分为：
8.8级 （ fu 800N / mm2 按计10算.9、级设计（方f法u 又10可00N分/为mm：2
f y / fu 0.8 ） f y / fu 0.9 ）
摩擦型连接——只靠挤压力产生的摩擦阻力传递剪力,并以剪 力不超过摩擦阻力(不允许接触面滑移)作为设计准则.剪切变
(a)
(b)
N1 N2 N
N3 o'
中和轴
(c)
螺栓群承受弯矩和拉力
3.7 普通螺栓连接的工作性能和计算
根据图b情况可得
N1max
min
N n
My1 myi2
式中 yi——每个螺栓到中心的 距离（以形心“O
中心）。
” 为旋转
有两种可能性：
1）当 N1min ＞0时，为小偏心。要求
N1m a x
N
b t
m in
f
b c
——螺栓承压强度设计值。
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
3.7.1.2 单个螺栓的抗剪承载力
a
b
a
b
c
c
d
e
(a )单剪
(b)双剪
(c)四剪面
抗剪螺栓连接的受剪面数
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
3.7.1.3 螺栓群抗剪连接计算
1. 螺栓群的轴心受剪 抗剪螺栓群承受轴心力时，沿螺栓群长度方向受力不均，呈
3.6 螺栓连接的构造
第三章 钢结构的连接 3.6 螺栓连接的构造
第三章 钢结构的连接 3.6 螺栓连接的构造
3.6.1 螺栓分类
2 高强螺栓
按材料性能等级可分为：
8.8级 （ fu 800N / mm2 按计10算.9、级设计（方f法u 又10可00N分/为mm：2
f y / fu 0.8 ） f y / fu 0.9 ）
摩擦型连接——只靠挤压力产生的摩擦阻力传递剪力,并以剪 力不超过摩擦阻力(不允许接触面滑移)作为设计准则.剪切变
(a)
(b)
N1 N2 N
N3 o'
中和轴
(c)
螺栓群承受弯矩和拉力
3.7 普通螺栓连接的工作性能和计算
根据图b情况可得
N1max
min
N n
My1 myi2
式中 yi——每个螺栓到中心的 距离（以形心“O
中心）。
” 为旋转
有两种可能性：
1）当 N1min ＞0时，为小偏心。要求
N1m a x
N
b t
m in
f
b c
——螺栓承压强度设计值。
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
3.7.1.2 单个螺栓的抗剪承载力
a
b
a
b
c
c
d
e
(a )单剪
(b)双剪
(c)四剪面
抗剪螺栓连接的受剪面数
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
3.7.1.3 螺栓群抗剪连接计算
1. 螺栓群的轴心受剪 抗剪螺栓群承受轴心力时，沿螺栓群长度方向受力不均，呈
3.6 螺栓连接的构造
第三章 钢结构的连接 3.6 螺栓连接的构造
第三章 钢结构的连接 3.6 螺栓连接的构造
第3章钢结构连接1(2011)PPT课件
A、B级精制螺栓是由毛坯在车床上经过切削加工精制而成。 表面光滑，尺寸准确，螺杆直径与螺栓孔径相同，但螺杆直径 仅允许负公差，螺栓孔直径仅允许正公差，对成孔质量要求高。 由于有较高的精度，因而受剪性能好。但制作和安装复杂，价 格较高，已很少在钢结构中采用。
2、高强度螺栓
高强度螺栓一般采用45号钢，40B 钢和20MnTB钢加工制作， 经热处理后，螺栓抗拉强度应分别不低于8 00 n/mm2和1 000n/mm2 , 且屈强比分别为0 . 8 和0 . 9 ，因此，其性能等级分别 称为8.8 级和10 .9级。
及构造要求； 3.了解焊接应力和焊接变形产生的原因及其对结构工作
的影响； 4.了解螺栓连接的工作性能，掌握螺栓连接的计算和构
造要求。
重点： 掌握焊接连接的特性和计算 普通螺栓连接、高强度螺栓连接的性能和计算
§3.1 钢结构的连接方法
钢结构的构件是由型钢、钢板等通过连接 (connections）构成的，各构件再通过安装连接架构成 整个结构。因此，连接在钢结构中处于重要的枢纽地位。 在进行连接的设计时，必须遵循安全可靠、传力明确、 构造简单、制造方便和节约钢材的原则。
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。
C级螺栓由未经加工的圆钢压制而成。由于螺栓表面粗糙， 一般采用在单个零件上一次冲成或不用钻模钻成的孔（Ⅱ类 孔）。螺栓孔的直径比螺栓杆的直径大1.5~3mm。对于采用C 级螺栓的连接，由于螺杆与栓孔之间有较大的间隙，受剪力作 用时，将会产生较大的剪切滑移，连接的变形大。但安装方便， 且能有效地传递拉力，故一般可用于沿螺栓杆轴受拉的连接中， 以及次要结构的抗剪连接或安装时的临时固定。
2、高强度螺栓
高强度螺栓一般采用45号钢，40B 钢和20MnTB钢加工制作， 经热处理后，螺栓抗拉强度应分别不低于8 00 n/mm2和1 000n/mm2 , 且屈强比分别为0 . 8 和0 . 9 ，因此，其性能等级分别 称为8.8 级和10 .9级。
及构造要求； 3.了解焊接应力和焊接变形产生的原因及其对结构工作
的影响； 4.了解螺栓连接的工作性能，掌握螺栓连接的计算和构
造要求。
重点： 掌握焊接连接的特性和计算 普通螺栓连接、高强度螺栓连接的性能和计算
§3.1 钢结构的连接方法
钢结构的构件是由型钢、钢板等通过连接 (connections）构成的，各构件再通过安装连接架构成 整个结构。因此，连接在钢结构中处于重要的枢纽地位。 在进行连接的设计时，必须遵循安全可靠、传力明确、 构造简单、制造方便和节约钢材的原则。
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。
C级螺栓由未经加工的圆钢压制而成。由于螺栓表面粗糙， 一般采用在单个零件上一次冲成或不用钻模钻成的孔（Ⅱ类 孔）。螺栓孔的直径比螺栓杆的直径大1.5~3mm。对于采用C 级螺栓的连接，由于螺杆与栓孔之间有较大的间隙，受剪力作 用时，将会产生较大的剪切滑移，连接的变形大。但安装方便， 且能有效地传递拉力，故一般可用于沿螺栓杆轴受拉的连接中， 以及次要结构的抗剪连接或安装时的临时固定。
(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。
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 钢结构的连接
第三章：钢结构的连接本章知识点：§3.1 钢结构的连接方法§3.2 对接焊缝的构造与计算§3.3 角焊缝的构造与计算§3.4 焊缝应力和焊接变形§3.5 普通螺栓连接§3.6 高强螺栓连接本章重点难点：1．钢材的屈服点、抗拉强度、伸长率、冷弯性能和冲击韧性。
2．化学成分碳、硫、磷对钢材性能的影响。
3．钢材疲劳破坏的概念和疲劳强度验算。
4．钢结构常用钢材的钢种和钢号。
本章学习目标：1．掌握钢结构的连接方法及各方法的适用条件。
2．掌握角焊缝、对接焊缝（焊透和部分焊透）的构造和计算。
4．了解焊接应力和焊接变形产生的原因以及对构件承载力的影响。
3．掌握普通螺栓连接和高强度螺栓连（摩擦型连接和承压型连接）的构造和计算。
本章小结：通过本章学习，掌握钢结构的连接方法及各方法的适用条件，掌握角焊缝、对接焊缝（焊透和部分焊透）的构造和计算，了解焊接应力和焊接变形产生的原因以及对构件承载力的影响，掌握普通螺栓连接和高强度螺栓连（摩擦型连接和承压型连接）的构造和计算。
第一节：钢结构的连接方法一．连接形式：平接（对接），搭接，垂直连接二．连接方法1．焊接连接优点：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。
（1）手工焊原理：利用电弧产生热量熔化焊条和母材形成焊缝。
原则：焊缝和母材等强度。
优点：方便，特别在高空和野外作业，小型焊接；焊条：E43××（T42××）——适用于Q235（A3）E50××（T50××）——适用于16Mn，16MnqE55××（T55××）——适用于15MnV，15MnVqkg；其中43，50，55——最小抗拉强度，单位为2mm××——电流种类，药皮及不同焊接位置。
缺点：质量波动大，要求焊工等级高，劳动强度大，效率低。
钢结构课件-第三章钢结构的连接c普栓
b1 拼接板宽度； m 危险截面上的螺栓数； t1 拼接板厚度。
B、螺栓采用错列排列时: 主板的危险截面为1--1和
c1
1 1’
t1 t
1’--1’截面:
N f An
N
b c4 c3 c2
N
对于1 1截面：An b m d 0 t ;
1 1’
2 2 对于1’ 1’ 截面：An 2c4 m 1 c1 c2 m d0 t; 式中：f 钢材强度设计值； d 0 螺栓孔直径；
N f An ,1 An ,1 b m d 0 t ;
b1
b
1 2
f 钢材强度设计值 ; d 0 螺栓孔直径；
m 危险截面上的螺栓数； b 主板宽度；t 主板厚度。
拼接板的危险截面为2-2截面:
0.5 N f An , 2
An , 2 b1 m d 0 t1 ; f 钢材强度设计值 ; d 0 螺栓孔直径；
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 N1Tx r1
x
N1T N1Ty
T
由假定‘(2)’得 N nT N 1T N 2T N 3T r1 r2 r3 rn
( 3 39)
l1
平均值 螺栓的内力分布
N/2
N/2
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。
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。
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的压应力均布
f cb
N
b c
Ac
第 15 页
孔壁承压： Ncb Ac fcbd t fcb
d
10kN
t1
假定：承压面（螺栓直径的投影面）上
的压应力均布
N c b 1(dt1)fcb10kN
N c b 2(dt2)fcb20kN d t fcb 15kN
N c b 3(dt3)fcb15kN
受力特性：沿受力方向，受力分配不均，两端大中间小。
N
b v , min
当l1≥15d0时：
β1.1 l1 0.7
150d0
l1
第 18 页
（3）普通螺栓群抗剪连接计算（S≤R）
抗剪连接
轴心力 扭矩 扭矩+ 轴心力
第 19 页
（3）普通螺栓群抗剪连接计算（S≤R）
①轴心受剪（5种破坏）
N l1
N +++ + + +++ + +
——钢板净截面强度验算
④钢板端部冲剪破坏 ——端距e≥2d0
⑤栓杆被拉弯 —— t 5d
第 12 页
1、普通螺栓的抗剪连接 S≤R
（2）单个受剪螺栓的承载力（R k f ）计算
n
f tw
0(
GSGk
S内
Q1 Q1k
力
i2
Qi
ciSQik)fy
f cw
截面几何参数 k
R
f vw
n
0 ( G S G k + Q 1 S Q 1k + Q i ci S Q ik ) i 2
同一受力方向板厚总和的较小值
20kN
t2
t3
第 16 页
1、普通螺栓的抗剪连接 S≤R
（2）单个受剪螺栓的承载力（R k f ）计算
螺栓抗剪：
NVb
nV
πd2 4
fVb
孔壁承压： NC bd tfC b
最大承载力：N VN v b ,m inm in N V b;N C b
第 17 页
受剪螺栓群的抗力折减问题
第六节 螺栓连接 P61
一、概述 二、普通螺栓连接的构造和计算 三、高强螺栓连接的构造和计算
一、概述
1、螺栓的种类
C级 （粗制） II类孔
普通螺栓
孔径大于杆径1.5~3mm
B级、A级 （精制） I类孔
C级螺栓孔径
d 12 16 d0 13.5 17.5
20 （22） 24 （27） 30 22 （24） 26 （30） 33
第5页
螺栓或铆钉的最大、最小容许距离
名称
位置和方向
最大容许距离
最小容许
（取两者中的小值） 距离
外排（垂直内力方向或顺内力方向）
中 垂直内力方向
中心 间距
间
顺内力方向
排
压力 拉力
8d0或12t 16d0或24t 12d0或18t 16d0或24t
3d0
沿对角线方向
中心 顺内力方向
至构 件边
垂直 剪切边或手工气割边
340
22 N
16
第 25 页
66
t1=8 80 2×100=200 80
360
【例】净截面强度验算
60 4×80=320 60
N=325kN
1、 抗剪连接
轴心力 扭矩
2、抗拉连接
轴心力 弯矩 偏拉
3、剪力和拉力的联合作用
第7页
(二) 普通螺栓连接的强度计算 P63 1、普通螺栓的抗剪连接
摩擦力 ——栓杆剪切 ——孔壁承压
第8页
1、普通螺栓的抗剪连接
（1）五种破坏形式： ①栓杆被剪断 ——栓杆抗剪强度验算
第9页
②钢板挤压破坏 ——孔壁抗压强度验算 （以栓杆承压强度代替）
③钢板在栓孔处被拉断 ——钢板净截面强度验算
第 10 页
④钢板端部冲剪破坏 ——端距e≥2d0
⑤栓杆被拉弯 —— t 5d
t1 t2
t3
t —同一受力方向板厚总和
第 11 页
（1）五种破坏形式：
①栓杆被剪断 ——栓杆抗剪强度验算
②钢板挤压破坏 ——孔壁抗压强度验算
（以栓杆承压强度代替）
③钢板在栓孔处 被拉断
+++ + +
假定：轴心力N由每个螺栓平均分担
N n
Nb v,min
Nv b,m inm in Nv b,Nv b
连接板净截面强度： σ＝ N f
An
第 20 页
【例3-6】P69
轴心受剪（5种破坏）
10 l=?
∑A（盖） ≥ ∑A（主）
l=?
N=750kN + + + + ++ + ++
? =6 d=22
第2页
2、受力分类
按螺栓受力可以分为：受剪、受拉及剪拉共同作用
受剪
受拉
剪拉
第3页
剪拉
承托
++ ++ ++ ++
第4页
二、普通螺栓连接的构造和计算 P62
（一）螺栓连接的构造 1、螺栓的规格 用M和公称直径（mm）表示，例如：M16、M20 2、螺栓的排列 螺栓的各距应满足规定的要求（P63--图3-34）
缘距 内力 轧制边自动精密气割或锯 高强度螺栓
离
方向 割边
其他螺栓或铆钉
4d0或8t
2d0 1.5d0 1.2d0
注：(1)d0 为螺栓孔或铆钉孔直径，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。
第6页
(二) 普通螺栓连接的强度计算 P63
50 80 50 180 1
N=750kN
++ ++ ++
N/6
i
Ni Ani
f
50 2×120=240 50
340
N
第 24 页
【例3-6】净截面强度验算
50 80 50 180 1
N=750kN
++ ++ ++
i
Ni Ani
f
N/6
N1 = N
An1= (340-3× 22) × 16
50 2×120=240 50
N=750kN
++ ++ ++
? =6
d=22
d0=22
端矩 ≥2d0 中矩 ≥3d0 边矩 ≥1.2d0
∑t<5d
第 22 页
99
t1=16 50 2×120=240 50
340
【例3-6】净截面强度验算
50 80 50 180 1
N=750kN
++ ++ +&# 23 页
【例3-6】净截面强度验算
N=750kN
9 t2=9 t1=16
340
假定：轴心力N由每个螺栓平均分担
NV b
n2V
πd2 4
f1Vb90
NC bd16tf4C 0b5
N n
Nb v,min
n 5.3
第 21 页
99
50 2×120=240 50
340 t1=16
【例3-6】P69——P63——P61
50 80 50 180
k fy R
f fw
第 13 页
（2）单个受剪螺栓的承载力（R k f ）计算
①栓杆剪切抗力：Nvb
nv
d2
4
fvb
承载力
抗剪 承压
假定：栓杆剪切面上的剪应力均布
nv 1
nv 2
f
b v
N
b v
A
nv 4
第 14 页
②孔壁承压抗力：Ncb Ac fcb
承载力 抗剪 承压
假定：承压面（螺栓直径的投影面）上
f cb
N
b c
Ac
第 15 页
孔壁承压： Ncb Ac fcbd t fcb
d
10kN
t1
假定：承压面（螺栓直径的投影面）上
的压应力均布
N c b 1(dt1)fcb10kN
N c b 2(dt2)fcb20kN d t fcb 15kN
N c b 3(dt3)fcb15kN
受力特性：沿受力方向，受力分配不均，两端大中间小。
N
b v , min
当l1≥15d0时：
β1.1 l1 0.7
150d0
l1
第 18 页
（3）普通螺栓群抗剪连接计算（S≤R）
抗剪连接
轴心力 扭矩 扭矩+ 轴心力
第 19 页
（3）普通螺栓群抗剪连接计算（S≤R）
①轴心受剪（5种破坏）
N l1
N +++ + + +++ + +
——钢板净截面强度验算
④钢板端部冲剪破坏 ——端距e≥2d0
⑤栓杆被拉弯 —— t 5d
第 12 页
1、普通螺栓的抗剪连接 S≤R
（2）单个受剪螺栓的承载力（R k f ）计算
n
f tw
0(
GSGk
S内
Q1 Q1k
力
i2
Qi
ciSQik)fy
f cw
截面几何参数 k
R
f vw
n
0 ( G S G k + Q 1 S Q 1k + Q i ci S Q ik ) i 2
同一受力方向板厚总和的较小值
20kN
t2
t3
第 16 页
1、普通螺栓的抗剪连接 S≤R
（2）单个受剪螺栓的承载力（R k f ）计算
螺栓抗剪：
NVb
nV
πd2 4
fVb
孔壁承压： NC bd tfC b
最大承载力：N VN v b ,m inm in N V b;N C b
第 17 页
受剪螺栓群的抗力折减问题
第六节 螺栓连接 P61
一、概述 二、普通螺栓连接的构造和计算 三、高强螺栓连接的构造和计算
一、概述
1、螺栓的种类
C级 （粗制） II类孔
普通螺栓
孔径大于杆径1.5~3mm
B级、A级 （精制） I类孔
C级螺栓孔径
d 12 16 d0 13.5 17.5
20 （22） 24 （27） 30 22 （24） 26 （30） 33
第5页
螺栓或铆钉的最大、最小容许距离
名称
位置和方向
最大容许距离
最小容许
（取两者中的小值） 距离
外排（垂直内力方向或顺内力方向）
中 垂直内力方向
中心 间距
间
顺内力方向
排
压力 拉力
8d0或12t 16d0或24t 12d0或18t 16d0或24t
3d0
沿对角线方向
中心 顺内力方向
至构 件边
垂直 剪切边或手工气割边
340
22 N
16
第 25 页
66
t1=8 80 2×100=200 80
360
【例】净截面强度验算
60 4×80=320 60
N=325kN
1、 抗剪连接
轴心力 扭矩
2、抗拉连接
轴心力 弯矩 偏拉
3、剪力和拉力的联合作用
第7页
(二) 普通螺栓连接的强度计算 P63 1、普通螺栓的抗剪连接
摩擦力 ——栓杆剪切 ——孔壁承压
第8页
1、普通螺栓的抗剪连接
（1）五种破坏形式： ①栓杆被剪断 ——栓杆抗剪强度验算
第9页
②钢板挤压破坏 ——孔壁抗压强度验算 （以栓杆承压强度代替）
③钢板在栓孔处被拉断 ——钢板净截面强度验算
第 10 页
④钢板端部冲剪破坏 ——端距e≥2d0
⑤栓杆被拉弯 —— t 5d
t1 t2
t3
t —同一受力方向板厚总和
第 11 页
（1）五种破坏形式：
①栓杆被剪断 ——栓杆抗剪强度验算
②钢板挤压破坏 ——孔壁抗压强度验算
（以栓杆承压强度代替）
③钢板在栓孔处 被拉断
+++ + +
假定：轴心力N由每个螺栓平均分担
N n
Nb v,min
Nv b,m inm in Nv b,Nv b
连接板净截面强度： σ＝ N f
An
第 20 页
【例3-6】P69
轴心受剪（5种破坏）
10 l=?
∑A（盖） ≥ ∑A（主）
l=?
N=750kN + + + + ++ + ++
? =6 d=22
第2页
2、受力分类
按螺栓受力可以分为：受剪、受拉及剪拉共同作用
受剪
受拉
剪拉
第3页
剪拉
承托
++ ++ ++ ++
第4页
二、普通螺栓连接的构造和计算 P62
（一）螺栓连接的构造 1、螺栓的规格 用M和公称直径（mm）表示，例如：M16、M20 2、螺栓的排列 螺栓的各距应满足规定的要求（P63--图3-34）
缘距 内力 轧制边自动精密气割或锯 高强度螺栓
离
方向 割边
其他螺栓或铆钉
4d0或8t
2d0 1.5d0 1.2d0
注：(1)d0 为螺栓孔或铆钉孔直径，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。
第6页
(二) 普通螺栓连接的强度计算 P63
50 80 50 180 1
N=750kN
++ ++ ++
N/6
i
Ni Ani
f
50 2×120=240 50
340
N
第 24 页
【例3-6】净截面强度验算
50 80 50 180 1
N=750kN
++ ++ ++
i
Ni Ani
f
N/6
N1 = N
An1= (340-3× 22) × 16
50 2×120=240 50
N=750kN
++ ++ ++
? =6
d=22
d0=22
端矩 ≥2d0 中矩 ≥3d0 边矩 ≥1.2d0
∑t<5d
第 22 页
99
t1=16 50 2×120=240 50
340
【例3-6】净截面强度验算
50 80 50 180 1
N=750kN
++ ++ +&# 23 页
【例3-6】净截面强度验算
N=750kN
9 t2=9 t1=16
340
假定：轴心力N由每个螺栓平均分担
NV b
n2V
πd2 4
f1Vb90
NC bd16tf4C 0b5
N n
Nb v,min
n 5.3
第 21 页
99
50 2×120=240 50
340 t1=16
【例3-6】P69——P63——P61
50 80 50 180
k fy R
f fw
第 13 页
（2）单个受剪螺栓的承载力（R k f ）计算
①栓杆剪切抗力：Nvb
nv
d2
4
fvb
承载力
抗剪 承压
假定：栓杆剪切面上的剪应力均布
nv 1
nv 2
f
b v
N
b v
A
nv 4
第 14 页
②孔壁承压抗力：Ncb Ac fcb
承载力 抗剪 承压
假定：承压面（螺栓直径的投影面）上