第三章 螺栓连接
A钢结构的连接(焊缝)
沿焊缝长度方向的力Nx ， 在有效截面上引起平行于焊 缝长度方向的剪应力 f 。
直角角焊缝的计算
则直角角焊缝在各种应力综合作用下的计算公式为：
f —— 正面角焊缝的强度设计值增大
系数 。静载时 f ＝1 .22 ，对直接承受
当焊件厚度 hf=tx
tm≤4mm时，则取
2 . 式最中大tm焊ax 脚为较尺厚寸焊件h的f m厚ax度（mm)
tmin为较薄焊件的厚度。
板件厚度为t1 的板件边缘焊缝尚应满足：
(1)
当t1≤6mm时，h r ≤ t
(2)
当t 1>6mm时，hf≤t1-(1～2)mm。
为什么焊脚尺寸不能过小？
焊脚尺寸过小 ，在施焊过程中高温的焊缝热量很快被焊件吸收， 焊缝冷却过快 ， 焊缝金属易产生硬组织 ，焊缝易变脆。
强度计算（焊透的对接焊缝）
1 、承担轴心力
2 、承担弯矩和剪力
在正应力和剪应力同时作用点处： 1. 1为考虑到最大折算应力只 在局部出现，而将强度设计值适当提高系数 。
采用斜焊缝时（三级焊缝）
当
时 ， 即 6≤67.2 时
斜焊缝与钢板等强 。
规范规定 ， 当斜焊缝与作用力N间的夹角 符合tg 56 . 3º)时 ， 可不验算其强度 。 工程中通常取 =45º 。
V
eF
1
2
MM
h1 h h2 x
x
2’
σf1 σf2
τf
h1
对于2点：
强度验算公式：
h 2— 腹板焊缝的实际长度； l w2—腹腹板板焊焊缝缝的的计计算算长长度度 ; he2—腹板焊缝截面有效高度。
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
摩擦型高强螺栓的计算方式
第三章连接返回§3-6 高强度螺栓连接的构造和计算高强度螺栓连接的工作性能和构造要求一、高强度螺栓连接的工作性能1、高强度螺栓的抗剪性能由图中可以看出，由于高强度螺栓连接有较大的预拉力，从而使被连板叠中有很大的预压力，当连接受剪时，主要依靠摩擦力传力的高强度螺栓连接的抗剪承载力可达到1点。
通过1点后，连接产生了滑解，当栓杆与孔壁接触后，连接又可继续承载直到破坏。
如果连接的承载力只用到1点，即为高强度螺栓摩擦型连接；如果连接的承载力用到4点，即为高强度螺栓承压型连接。
2、高强度螺栓的抗拉性能高强度螺栓在承受外拉力前，螺杆中已有很高的预拉力P，板层之间则有压力C，而P与C维持平衡（图）。
当对螺栓施加外拉力N t，则栓杆在板层之间的压力未完全消失前被拉长，此时螺杆中拉力增量为ΔP，同时把压紧的板件拉松，使压力C减少ΔC（图）。
计算表明，当加于螺杆上的外拉力N t为预拉力P的80%时，螺杆内的拉力增加很少，因此可认为此时螺杆的预拉力基本不变。
同时由实验得知，当外加拉力大于螺杆的预拉力时，卸荷后螺杆中的预拉力会变小，即发生松弛现象。
但当外加拉力小于螺杆预拉力的80%时，即无松弛现象发生。
也就是说，被连接板件接触面间仍能保持一定的压紧力，可以假定整个板面始终处于紧密接触状态。
但上述取值没有考虑杠杆作用而引起的撬力影响。
实际上这种杠杆作用存在于所有螺栓的抗拉连接中。
研究表明，当外拉力N t≤时，不出现撬力，如图所示，撬力Q大约在N t达到时开始出现，起初增加缓慢，以后逐渐加快，到临近破坏时因螺栓开始屈服而又有所下降。
由于撬力Q的存在，外拉力的极限值由N u下降到N'u。
因此，如果在设计中不计算撬力Q，应使N≤；或者增大T形连接件翼缘板的刚度。
分析表明，当翼缘板的厚度t1不小于2倍螺栓直径时，螺栓中可完全不产生撬力。
实际上很难满足这一条件，可采用图所示的加劲肋代替。
在直接承受动力荷载的结构中，由于高强度螺栓连接受拉时的疲劳强度较低，每个高强度螺栓的外拉力不宜超过。
第三章钢结构的连接螺栓连接PPT课件
N1Vy
V n
100 6
16.7kN
N1Tx 2 N1Ty N1Vy 2
54.52
27.3 16.7
2
70kN
Nb min
44kN
此连接不满足要求
第23页/共71页
将螺栓数目增加到10 个，并加大牛腿板尺寸， 如图所示排列
验算1 号螺栓的强度
y
y1 160m m，x1 50m m, y1 3x1
第10页/共71页
单螺栓承载力设计值
N/2
抗剪承载力：
N
b v
d 2
nv 4
f
b v
N/2
N
nv—剪切面数目；d—螺栓杆直径； fvb—螺栓抗剪强度设计值；
承压承载力：
Ncb
d
tf
b c
d
∑t—连接接头一侧承压构件总厚度的较小值。 fcb—螺栓孔壁承压强度设计值；
单螺栓抗剪承载力： Nmbin min(Nvb, Ncb )
x
可近似取x1 0，xi 0，可以忽略N1Ty
N1Tx
T
y1 yi2
3104 160 41602 4802
37.5kN
y
N1Vy
V n
100 10
10kN
N1Tx 2 N1Vy 2
37.52
102
38.8kN
Nb min
44kN
满足要求
第24页/共71页
N1Tx N1Ty N1T
第29页/共71页
假定2：‘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)
N1
M
N2 N3 N4
第三章 螺纹连接和螺旋传动
注；而左旋螺纹需在尺寸代号之后加注LH，并用“－”
隔开。
第三章 螺纹连接和螺旋传动
2.管螺纹标记 （1）55°密封管螺纹标记
密封管螺纹的特征代号细分为： R1—表示与圆柱内管螺纹相配合的圆锥外螺纹； R2—表示与圆锥内管螺纹相配合的圆锥外螺纹；
Rc—表示圆锥内螺纹；
Rp—表示圆柱内螺纹。
三章 螺纹连接和螺旋传动
第三章 螺纹连接和螺旋传动
一、普通螺旋传动
普通螺旋传动是由螺杆和螺母组成的简单螺旋副。
实物图
示意图
第三章 螺纹连接和螺旋传动
1. 普通螺旋传动的应用形式。
第三章 螺纹连接和螺旋传动
第三章 螺纹连接和螺旋传动
2. 移动方向的判定
普通螺旋传动时，从动件作直线运动的方向不仅与主动 件的回转方向有关，还与螺纹的旋向有关。可用左、右手螺 旋法则来判定，即右旋螺纹用右手，左旋螺纹用左手，并半 握拳，四指顺着螺杆（或螺母）的回转方向，大拇指竖起， 分两种情况：
第三章 螺纹连接和螺旋传动
螺纹在实际生活和生产中有着各种各样的用途，想一想，螺纹连接
的用途有哪些？日常用到的红酒开瓶器是如何打开红酒瓶塞的？管子台 虎钳又是通过什么使台虎钳的活动钳口垂直移动的？
螺旋传动应用举例
第三章 螺纹连接和螺旋传动
§ 3－ 1
§ 3－ 2
螺纹连接
螺旋传动
第三章 螺纹连接和螺旋传动
一个导程的距离。因此，移动距离等于回转周数与导程的乘
积，即 L=NPh 式中，L———螺杆（或螺母）的移动距离，mm； N———回转周数，r；
Ph———螺纹导程，mm。
第三章 螺纹连接和螺旋传动
二、差动螺旋传动
1. 组成
第三章金属结构的连接
强度计算式：τmax=rmax·M/IP ≤〔τh〕 极惯性矩法
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35
r2 i
x2
y2
IP
A ri2 • dA
(x2 y2 ) • dA
A
x2dA
A
A
y 2 dA
Iy
Ix
τmax=rmax·M/(Ix+Iy)≤〔τh〕轴惯性矩法（常用）
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（2）承受N，Q，M的搭接接头
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40
①将外力向形心转化得：N，Q=P，M=P·e 假设：在N，Q作用下，应力由全部焊缝均担 任一点处：τN=N/Af(→) τQ=Q/Af(↓) 在M作用下，离O点最远的点为A，B点.
危险点：A（见右上图分析）
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3）承受M的搭接接头
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计算假设： （1）构件为绝对刚性，焊缝为弹性； （2）在M作用下，构件焊缝计算截面型心作相对转动
由上面假设有：在一点处，τi大小于其到O的距离成正比，方 向垂直于连线
当点距O为单位长度r=1时，焊缝计算应力为：τ1 当点距O为单位长度r=i时，焊缝计算应力为：τi
金属结构是由型材、铸锻件间用 一定的连接方式组成的能承载的工程 结构，常见的连接方式有以下几种。
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1
§3—1连接方法及特点
❖ 一、方法：
焊 接：（广泛应用） 螺栓连接：（用于常装拆的结构）分为：
普通螺栓和高强度螺栓 铆钉连接：（国外仅用于特重型桥吊主梁） 胶合连接：（国内未采用） 销轴连接：（用于两构件间的连接）
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
《机械常识》课件-第三章 螺纹连接和螺旋传动
常见螺纹的种类、特征代号和牙型
1．大径
螺纹的大径是指与外螺纹牙顶或内螺纹牙底相切的假想 圆柱的直径。
2．小径
螺纹的小径是 指与外螺纹牙底或 内螺纹牙顶相切的 假想圆柱的直径。
3．中径
螺纹的中径是指一个假想圆柱的直径，该圆柱的母线通过 牙型上沟槽和凸起宽度相等的地方。
4．公称直径
公称直径是 指代表螺纹规格大 小的直径。除管螺 纹外，公称直径是 指螺纹的大径。
（1）单动螺旋传动
单动螺旋传动是指螺杆或螺母有一件不动，另一件既旋 转又移动的普通螺旋传动。
1）螺母固定不动，螺 杆旋转并做直线运动
2）螺杆固定不动，螺 母旋转并做直线运动
（2）双动螺旋传动
双动螺旋传动是指螺杆和螺母都做运动的普通螺
旋传动。
1）螺杆原位旋转， 螺母做直线运动
2）螺母原位旋转， 螺杆做直线运动
5．线数
螺纹的线数是指螺纹的螺旋线数量。沿一 条螺旋线形成的螺纹称为单线螺纹，沿两条或 两条以上螺旋线形成的螺纹称为多线螺纹。
6．螺距
螺距是指相邻两牙体上的对应牙侧与中径线（中径圆柱 的母线）相交两点间的轴向距离。
7．导程
导程是指最邻近 的两同名牙侧（处在 同一螺旋面上的牙侧） 与中径线相交两点间 的轴向距离。
1）焊接防松
2）铆接防松
3）冲点防松
4）粘接防松
螺旋传动
螺旋传动是利用螺杆（丝杠）和螺母组成的 螺旋副来实现传动。螺旋传动具有结构简单，工作 连续、平稳，承载能力强，传动精度高等优点，广 泛应用于各种机械和仪器中。
由一个螺杆和一个螺母组成的简单螺旋副实现的传动称 为普通螺旋传动。
1．普通螺旋传动的形式
第三章 螺纹连接和螺旋传动
第三章 螺栓连接
第三章螺栓连接一、选择题7.1.1(Ⅰ) 单个螺栓的承压承载力中，，其中∑t为。
(A) a+c+e(B) b+d(C) max{a+c+e，b+d} (D) min{a+c+e，b+d}7.1.2 (Ⅰ) 每个受剪拉作用的摩擦型高强度螺栓所受到的拉力应低于其预拉力的。
(A) 1.0倍(B) 0.5倍(C) 0.8倍(D) 0.7倍7.1.3(Ⅰ) 摩擦型高强度螺栓连接与承压型高强度螺栓连接的主要区别是。
(A) 摩擦面处理不同(B) 材料不同(C) 预拉力不同(D) 设计计算不同7.1.4(Ⅰ) 承压型高强度螺栓可用于。
(A) 直接承受动力荷载(B) 承受反复荷载作用的结构的连接(C) 冷弯薄壁型钢结构的连接(D) 承受静力荷载或间接承受动力荷载结构的连接7.1.5(Ⅰ) 一个普通剪力螺栓在抗剪连接中的承载力是。
(A) 螺杆的抗剪承载力(B) 被连接构件(板)的承压承载力(C) 前两者中的较大值(D) A、B中的较小值7.1.6(Ⅰ) 摩擦型高强度螺栓在杆轴方向受拉的连接计算时，。
(A) 与摩擦面处理方法有关(B) 与摩擦面的数量有关(C) 与螺栓直径有关(D) 与螺栓性能等级无关7.1.7(Ⅰ) 图示为粗制螺栓连接，螺栓和钢板均为Q235钢，则该连接中螺栓的受剪面有。
(A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 不能确定7.1.8(Ⅰ) 图示为粗制螺栓连接，螺栓和钢板均为Q235钢，连接板厚度如图示，则该连接中承压板厚度为mm。
(A) 10 (B) 20 (C) 30 (D) 407.1.9(Ⅰ) 普通螺栓和承压型高强螺栓受剪连接的五种可能破坏形式是：I.螺栓剪断；Ⅱ.孔壁承压破坏；Ⅲ.板件端部剪坏；Ⅳ.板件拉断；V.螺栓弯曲变形。
其中种形式通过计算来保证的。
(A) I，Ⅱ，Ⅲ(B) I，Ⅱ，Ⅳ(C) I，Ⅱ，V (D) Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ7.1.l0(Ⅰ) 摩擦型高强度螺栓受拉时，螺栓的抗剪承载力。
(A) 提高(B) 降低(C) 按普通螺栓计算(D) 按承压型高强度螺栓计算7.1.11(Ⅰ) 高强度螺栓的抗拉承载力的大小。
螺纹连接解析
三、螺纹公差精度
• 螺纹公差的位置和基本偏差 • 内外螺纹公差带位置是指公差带相对于零线的距离，由 偏差的大小来确定。国标规定外螺纹的上偏差和内螺纹的下 偏差为基本偏差。其中内螺纹为G、H；外螺纹为h、g、f、e 四种。
旋合长度：分长（L）、中（N）、短（S）三种，其中 中等旋合长度省略不标，其余的都标注。
2.双头螺柱联接
3.螺钉联接
被联接件之一为光孔、另 一个为螺纹孔。只用螺钉， 不用螺母，直接把螺钉拧 进被联接件的螺钉中。 适 用于载荷较轻，且不经常 装拆的场合。
3. 螺钉联接
4. 紧定螺钉联接
利用拧入被联接件螺纹孔中的螺钉末 端顶住另一零件的表面，以固定零件 的相对位置，可传递不大的力或扭矩。
3.3、 螺纹联接的预紧和防松
1、 螺纹联接的预紧
• 在实际使用中，绝大多数 的螺纹联接都必须在装配 时将螺母拧紧，称为紧联 接。预紧可以使螺栓在承 受工作载荷之前就受到预 紧力的作用，以防止联接 受载后被联接件之间出现 间隙或横向滑移，也可以 防松。所需预紧力的大小 与工作载荷有关。
• １、预紧力过大，会使整个联接的结构尺 寸增大；也会使联接在装配时因过载而断 裂。
②防松方法：
１、摩擦防松； ２、机械防松； ３、破坏螺纹副的永久防松。
• ①摩擦防松 ：弹簧垫圈 ，结构简单、使用方便。 弹簧垫圈防松
尼龙圈锁紧螺母
①摩擦防松 ：对顶螺母，结构简单、使用方便。
对顶螺母防松
①摩擦防松 ：紧锁螺母。 结构简单、使用方便。
自锁螺母防松
②、机械防松
• 在联接中加入其它机械元件，开口销、 止动垫圈，串联铁丝等。
• 3 梯形螺纹
特点： 比矩形螺纹 效率略低，但工艺 性好、牙根强度高。 在螺旋传动中有广 泛应用
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
螺栓连接试题
第三章螺栓连接部分历年真题1.普通螺栓连接中，防止构件端部发生冲剪破坏的方法是()A.验算螺栓抗剪承载力B.验算螺栓承压承载力C.限制端距不小于栓杆直径的2倍D.限制端距不小于螺栓孔径的2倍2.如图所示普通螺栓群受弯矩M作用，在计算螺栓拉力时应取哪一点为旋转中心？（）A.aB.bC.cD.d3．在如图所示的普通螺栓连接中，受力最大的螺栓所在的位置为（）A．(a)B．(b)C．(c)D．(d)4.采用摩擦型高强螺栓连接，其受力时的变形( )A.比普通螺栓连接大B.比承压型高强螺栓连接大C.比普通螺栓和承压型高强螺栓连接都小D.与普通螺栓和承压型高强螺栓连接相同5.单个普通螺栓传递剪力时的设计承载能力( )A.由单个螺栓抗剪设计承载力确定B.由单个螺栓承压设计承载力确定C.由单个螺栓抗剪和承压设计承载力中的较小值确定D.由单个螺栓抗剪和承压设计承载力中的较大值确定6.当沿受力方向的连接长度l1>15d0(孔径)时，螺栓的抗剪和承压的设计承载力均应降低，以防( )A.中部螺栓提前破坏B.端部螺栓提前破坏C.螺栓受弯破坏D.螺栓连接变形过大7.同时承受拉力和剪力的摩擦型高强螺栓，每个螺栓承受的拉力应满足N t≤。
8.普通螺栓靠螺栓承压和抗剪传递剪力，而高强螺栓首先靠传递剪力。
9．高强螺栓摩擦型连接是以_________________被克服作为连接的承载力极限状态，因而连接的剪切变形很小，整体性好。
10.普通螺栓的受剪承载力设计值与下列哪项无关．．（）A.螺栓孔的直径B.螺栓直径C.受剪面数D.螺栓抗剪强度设计值11.图示高强螺栓群受弯后的旋转中心为（）A.1点B.2点C.3点D.4点12.10.8级高强螺栓中的小数点及后面的8（即0.8）表示螺栓材料的___________。
13.采用高强度螺栓摩擦型连接，承受剪力作用，在达到极限状态之前( )A.摩擦面产生滑动，栓杆与孔壁产生挤压力B.摩擦面产生滑动，栓杆与孔壁不产生挤压力C.摩擦面不产生滑动，栓杆与孔壁不产生挤压力D.摩擦面不产生滑动，栓杆与孔壁产生挤压力14.普通螺栓承压承载力设计值的计算公式为：N C b=d·∑tf b C，其中d和∑t的含义是( )A.d为螺栓孔直径，∑t为同一受力方向承压构件厚度之和的较小值B.d为螺栓直径，∑t为同一受力方向承压构件厚度之和的较小值C.d为螺栓孔直径，∑t为同一受力方向承压构件厚度之和的较大值D.d为螺栓直径，∑t为同一受力方向承压构件厚度之和的较大值15.为保证螺栓连接中被连接板件不会发生冲剪破坏，要求螺栓孔的端距不得小于_______。
第三章 螺纹连接自测答案
第三章 自测题一、选择题1．普通螺栓紧连接中，螺栓受到轴向变载荷时螺栓最可能的失效形式为（ C ）。
A 剪切破坏B挤压破坏 C 拉、扭联合作用下断裂D 拉、扭联合作用下塑性变形2．确定紧连接螺栓中拉伸和扭转复合载荷作用下的当量应力时，通常是按（D）来进行计算的。
A. 第一强度理论B. 第二强度理论C. 第三强度理论D. 第四强度理论 3．在常用的螺纹连接中，自锁性能最好的螺纹是（A）。
三角形螺纹 B. 梯形螺纹 C. 锯齿形螺纹 D. 矩形螺纹A.4．若被联接件之一厚度较大、材料较软、强度较低、需要经常装拆时，宜采用( B )。
A.螺栓联接B.双头螺柱联接C.螺钉联接D.紧定螺钉联接5. 在螺纹主要几何参数中，螺纹的公称直径是指（ A ）。
A 螺纹大径B 螺栓小径C 螺纹中径D 螺纹光杆直径6. 以下措施中，( C )可以提高受轴向变载荷的紧螺栓连接中的螺栓强度。
A 开头销B 在被连接件间加橡胶垫片C 采用空心螺栓D 串联铁丝7. 在螺纹连接的强度计算中，常以( C )作为螺纹强度计算和设计的依据。
A 大径B 中径C 小径D 大径和小径的平均值8．在螺纹连接的防松措施中，属于机械防松的有（ D ）。
A 弹簧垫片B 对顶螺母C 自锁螺母D 止动垫圈9.螺纹连接中松连接和紧连接的主要区别是松连接的螺纹部分只承受（A）。
A 拉伸作用B 扭转作用C 剪切作用D 弯曲作用10. 螺纹连接中采用（ C ）不能降低螺栓的应力幅。
A 空心螺栓B 腰状螺栓C 短粗螺栓D 细长螺栓11．受翻转力矩的螺栓组连接中，螺栓位置的布置应符合（C ）A 应远离被连接件几何形心B 螺栓均匀分步C 应远离翻转轴线D 应布置在受拉侧二、是非题1．矩形螺纹常用于构件间的的静连接。
（ F ）2．梯形螺纹连接因密封性好，故常用于密封件间的连接。
（ F ）3．普通螺栓连接中的螺栓受横向载荷时只需计算剪切强度和挤压强度。
（F ）4．铰制孔用螺栓连接中的螺栓受横向载荷时只需计算剪切强度和挤压强度。
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
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第三章螺栓连接一、选择题7.1.1(Ⅰ)单个螺栓的承压承载力中，其中∑t为。
(A) a+c+e(B) b+d(C) max{a+c+e，b+d} (D) min{a+c+e，b+d}7.1.2 (Ⅰ)每个受剪拉作用的摩擦型高强度螺栓所受到的拉力应低于其预拉力的。
(A) 1.0倍(B) 0.5倍(C) 0.8倍(D) 0.7倍7.1.3(Ⅰ)摩擦型高强度螺栓连接与承压型高强度螺栓连接的主要区别是。
(A)摩擦面处理不同(B)材料不同(C)预拉力不同(D)设计计算不同7.1.4(Ⅰ)承压型高强度螺栓可用于。
(A)直接承受动力荷载(B)承受反复荷载作用的结构的连接(C)冷弯薄壁型钢结构的连接(D)承受静力荷载或间接承受动力荷载结构的连接7.1.5(Ⅰ)一个普通剪力螺栓在抗剪连接中的承载力是。
(A)螺杆的抗剪承载力(B)被连接构件(板)的承压承载力(C)前两者中的较大值(D) A、B中的较小值7.1.6(Ⅰ)摩擦型高强度螺栓在杆轴方向受拉的连接计算时，。
(A)与摩擦面处理方法有关(B)与摩擦面的数量有关(C)与螺栓直径有关(D)与螺栓性能等级无关7.1.7(Ⅰ)图示为粗制螺栓连接，螺栓和钢板均为Q235钢，则该连接中螺栓的受剪面有。
(A) 1 (B) 2 (C) 3 (D)不能确定7.1.8(Ⅰ)图示为粗制螺栓连接，螺栓和钢板均为Q235钢，连接板厚度如图示，则该连接中承压板厚度为mm。
(A) 10 (B) 20 (C) 30 (D) 407.1.9(Ⅰ)普通螺栓和承压型高强螺栓受剪连接的五种可能破坏形式是：I.螺栓剪断；Ⅱ.孔壁承压破坏；Ⅲ.板件端部剪坏；Ⅳ.板件拉断；V.螺栓弯曲变形。
其中种形式通过计算来保证的。
(A) I，Ⅱ，Ⅲ(B) I，Ⅱ，Ⅳ(C) I，Ⅱ，V (D)Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ7.1.l0(Ⅰ)摩擦型高强度螺栓受拉时，螺栓的抗剪承载力。
(A)提高(B)降低(C)按普通螺栓计算(D)按承压型高强度螺栓计算7.1.11(Ⅰ)高强度螺栓的抗拉承载力的大小。
(A)与作用拉力大小有关(B)与预拉力大小有关(C)与连接件表面处理情况有关(D)与A，B和C都无关7.1.12(Ⅰ)一宽度为b，厚度为t的钢板上有一直径为d0的孔，则钢板的净截面面积为。
(A) bt(B) bd0(C) (b-d0)t(D) b(t-d0)7.1.13(Ⅱ)剪力螺栓在破坏时，若栓杆细而连接板较厚时易发生破坏；若栓杆粗而连接板较薄时，易发生破坏。
(A)栓杆受弯破坏(B)构件挤压破坏(C)构件受拉破坏(D)构件冲剪破坏7.1.14(Ⅱ)摩擦型高强度螺栓的计算公式中符号的意义，下列何项为正确？(A)对同一种直径的螺栓，P值应根据连接要求计算确定(B) 0.9是考虑连接可能存在偏心，承载力的降低系数(C) 1.25是拉力的分项系数(D) 1.25是用来提高拉力N t，以考虑摩擦系数在预压力减小时变小使承载力降低的不利因素。
7.1.15(Ⅱ)在直接受动力荷载作用的情况下，下列情况中采用连接方式最为适合。
(A)角焊缝(B)普通螺栓(C)对接焊缝(D)高强螺栓7.1.16(Ⅱ)在正常情况下，根据普通螺栓群连接设计的假定，在时，构件B。
(A)必绕形心d转动(B)绕哪根轴转动与N无关，仅取决于M的大小(C)绕哪根轴转动与M无关，仅取决于N的大小(D)当N=0时，必绕c转动7.1.17(Ⅱ)高强度螺栓连接受一外力T作用时，螺栓受力为。
(A) P f＝P+T(B) P f=P+0.8T(C) P f＝P-T(D) P f≈P(P为高强度螺栓预拉力，T为外拉力，P f为受拉后螺栓受力)7.1.18(Ⅱ)采用螺栓连接时，栓杆发生剪断破坏，是因为。
(A)栓杆较细(B)钢板较薄(C)截面削弱过多(D)边距或栓间距太小7.1.19(Ⅱ)采用螺栓连接时，构件发生冲剪破坏，是因为。
(A)栓杆较细(B)钢板较薄(C)截面削弱过多(D)边距或栓间距太小7.1.20(Ⅱ)摩擦型高强度螺栓连接受剪破坏时，作用剪力超过了(A)螺栓的抗拉强度(B)连接板件间的摩擦力(C)连接板件间的毛截面强度(D)连接板件的孔壁的承压强度7.1.21(Ⅱ)在螺栓的抗拉连接中采用摩擦型高强度螺栓或承压型高强度螺栓，若选用相同时，材料承载力设计值。
(A)是后者大于前者(B)是前者大于后者(C)相等(D)不一定相等7.1.22(Ⅱ)承压型高强度螺栓抗剪连接，其变形。
(A)比摩擦型高强度螺栓连接小(B)比普通螺栓连接大(C)与普通螺栓连接相同(D)比摩擦型高强度螺栓连接大7.1.23(Ⅲ)杆件与节点板的连接采用22个M24的螺栓，沿受力方向分两排按最小间距排列，螺栓的承载力折减系数是。
(A) 0.70 (B) 0.75 (C) 0.8 (D) 0.97.1.24(Ⅲ)一般按构造和施工要求，钢板上螺栓的最小允许中心间距为，最小允许端距为。
(A) 3d0(B) 2d0(C) 1.2 d0(D) 1.5 d07.1.25(Ⅲ)轴心受压柱端部铣平时，其底板的连接焊缝或螺栓的计算应或最大剪力中的较大值计算。
(A)按柱最大压力的15％(C)按柱最大压力的50％(B)按柱最大压力的25％(D)按柱最大压力的75％7.1.26(Ⅲ)关于螺栓和铆钉连接，下列说法中为错误的。
(A)每一杆件在节点上以及拼接接头的一端，永久性螺栓(或铆钉)数不宜少于两个(B)在高强度螺栓连接范围内，构件接触面的处理方法应在施工图上说明(C)对直接承受动力荷载的普通螺栓连接应采用双螺母或其他能防止螺母松动的有效措施(D)沉头和半沉头铆钉可用于沿其杆轴方向受拉的连接7.1.27(Ⅱ)承压型连接高强度螺栓的强度设计，当剪切面在螺纹处时，承压型连接高强度螺栓的抗剪承载力应按计算。
(A)螺纹处的有效截面(B)栓杆的毛截面(C)同一受力方向侧孔壁的较大截面(D)同一受力方向侧孔壁的较小截面7.1.28(Ⅱ)普通螺栓的强度设计，当剪切面在螺纹处时，螺栓的抗剪承载力应按计算。
(A)螺纹处的有效截面(B)栓杆的毛截面(C)同一受力方向侧孔壁的较大截面(D)同一受力方向侧孔壁的较小截面7.2.29(Ⅰ)连接板件的材料相同时，高强度承压型螺栓连接板件的孔壁承压承载力设计值与普通螺栓连接板件的孔壁承压承载力设计值相比，。
(A)前者大(B)二者相等(C)前者小(D)大小不确定7.1.30(Ⅱ)当沿受力方向的连接长度l1>15d0（孔径）时，螺栓的抗剪和承压承载力设计值均应降低，以防止。
(A)中部螺栓提前破坏(B)端部螺栓提前破坏(C)螺栓受弯破坏(D)螺栓连接的变形过大7.1.31(Ⅱ)图示高强度螺栓群受弯后的旋转中心为。
(A) a点(B) b点(C) c点(D) d点7.2.32(Ⅰ)在计算普通螺栓的抗拉承载力设计值时，螺栓直径应取；在计算普通螺栓的抗剪承载力设计值时，螺栓直径应取。
(A)净直径，平均直径(B)平均直径，有效直径(C)公称直径，公称直径(D)有效直径，公称直径7.2.33(Ⅰ)螺栓长连接承载能力降低的程度主要取决于。
(A)连接长度(B)螺栓个数(C)连接板厚度(D)螺栓间距二、填空题7.2.1(I)普通螺栓按制造精度分和两类；按受力分析分、和三类。
7.2.2(I)普通螺栓是通过来传力的。
摩擦型高强度螺栓是通过来传力的。
7.2.3(I)高强螺栓根据螺栓受力性能分为和两种。
7.2.4(I)在高强螺栓性能等级中：8.8级高强度螺栓的含义是；l0.9级高强度螺栓的含义是。
7.2.5(I)普通螺栓连接受剪时，限制端距≥2d0，是为了避免破坏。
7.2.6(I)单个螺栓承受剪力时，螺栓承载力应采取和的较小值。
7.2.7(I)在摩擦型高强度螺栓连接计算连接板的净截面面积时，孔前传力系数可取。
7.2.8(I)单个普通螺栓承压承载力设计值：，式中∑t表示。
7.2.9(Ⅱ)摩擦型高强度螺栓抗剪连接，在轴心力作用下，其疲劳验算应按截面计算应力幅。
7.2.10(Ⅱ)剪力螺栓的破坏形式有：、、、、。
7.2.11(Ⅱ)采用剪力螺栓连接时，为避免连接板冲剪破坏，构造上采取措施；为避免栓杆受弯破坏，构造上采取措施。
7.2.12(Ⅱ)排列螺栓时，施工要求是；构造要求是；受力要求是。
7.2.13(Ⅱ)摩擦型高强度螺栓是靠传递外力的，当螺栓的预拉力为P，构件的外力为T时，螺栓受力为。
7.2.14(Ⅱ)螺栓连接中，规定螺栓最小容许距离的理由是，规定螺栓最大容许距离的理由是。
7.2.15(Ⅱ)粗制螺栓与精制螺栓的差别是。
普通螺栓与高强度螺栓的差别是。
7.2.16(Ⅱ)承压型高强螺栓仅用于承受荷载和荷载结构中的连接。
7.2.17(Ⅱ)普通螺栓群承受弯矩作用时，螺栓群绕旋转。
高强螺栓群承受弯矩作用时，螺栓群绕旋转。
7.2.18(Ⅱ)图示连接中，在M，N，V作用下，粗制螺栓受最易破坏。
剪力V由来承担。
7.2.19(Ⅱ)粗制螺栓用类孔，精制螺栓用类孔。
7.2.20(Ⅱ)螺栓群因弯距作用而受拉时，最大拉力及其验算公式为：，式中y1对于普通螺栓指的是；对于高强度螺栓指的是。
7.2.21(Ⅰ)螺栓群因轴力作用而受剪，当连接长度时螺栓的抗剪强度设计值须乘以折减系数η，这主要是考虑了。
7.2.22(Ⅰ)在对摩擦型高强度螺栓连接的杆件进行板件强度计算时，计算公式有和。
7.2.23(Ⅱ)普通螺栓群承受偏心拉力作用时，最大拉力及其验算公式为：，式中y1对于大偏心受拉螺栓群指的是；对于小偏心受拉螺栓群指的是。
7.2.24(Ⅱ)高强度螺栓群承受偏心拉力作用时，最大拉力及其验算公式为：式中y1指的是。
7.2.25(Ⅱ)连接板件的材料相同时，高强度承压型螺栓连接板件的孔壁承压承载力设计值大于普通螺栓连接板件的孔壁承压承载力设计值，其原因是。
三、计算题7.3.1(Ⅰ)设计两角钢拼接的普通C级螺栓连接，角钢∟80×5，轴心受拉N=120kN，拼接角钢采用与构件相同截面的单剪连接，材料用Q235钢，螺栓直径d=20mm，孔径d0=21.5mm，7.3.2(Ⅰ)两钢板截面为─18×400，两面用盖板连接，钢材Q235，承受轴心力设计值N＝1129kN，采用M22普通C级螺栓连接，d0＝23.5mm，按下图连接。
试验算节点是否安全。
7.3.3(Ⅰ)图示钢构架，其斜拉杆B端用角焊缝与节点板相连，焊缝强度满足要求。
A端采用M20(孔径22mm)的摩擦型高强螺栓，把AB杆与节点板相连，要求按与拉杆等强度原则配置螺栓，A端节点板尺寸不受限制。
钢拉杆采用2∟90×56×5，A＝2×7.212＝14.424cm2，钢材为Q235，f=215N/mm2，高强螺栓采用8.8级，抗滑移系数μ＝0.45，预拉力P＝125kN。
7.3.4(Ⅰ)有一牛腿用M22的精制螺栓与柱的翼缘相连，其构造形式和尺寸如图所示，钢材为Q235，已知：F＝400kN，试验算该牛腿与柱翼缘的连接能否安全工作。