螺栓连接结构与计算PPT课件
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N/2 a
该阶段主要靠栓杆与孔壁的
N
b
接触传力。栓杆受剪力、拉力、 N
弯矩作用，孔壁受挤压。由于材
4
3
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
2
关系以曲线状态上升。
1
O
.
δ10
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。 N/2 ‘4’点（曲线的最高点）即 N/2 a
清楚的揭示了抗剪螺栓受力的四 N 个阶段,即：
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 1
O
N
N
b
4 3
δ9
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距离，表现在曲线上为水
平段。
N/2
3)栓杆传力的弹性阶段(2~3段)
外排（垂直外力方向或顺内力方向）
中 心 间 距
中 间 排
顺内 力方
向
垂直内力方向 构件受拉力 构件受压力
沿对角线方向
中 心至 构件 边缘 间距
垂直 内力 方向
顺内力方向 剪切边或手工气割边
轧制边、自动气 割边或锯割边
高强度螺栓
其他螺栓或铆钉
.
最大容许距离 （两者最小距离）
8do 或 12t 16do 或 24t 12do 或 18t
N/3
N/2
N/3
N/2
N/3
四剪 ：nv 4
.
15
五.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 N 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
A、B级---精制螺栓，性能等级为5.6或8.8级; 5或8表示fu≥500或800N/mm2, 0.6或0.8表示fy/fu=0.6 或0.8；Ⅰ类孔，孔径(do)-栓杆直径(d)＝0.3～0.5mm。
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。
N/2 N/2 l1
平均值 螺栓的内力分布
有各螺栓均担。
所以，连接所需螺栓数为：
.
N
n
Nb min
16
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。
螺栓连接构造与计算
装配培训教材
张明录
.
1
目录 一 普通螺栓连接构造与计算 二 普通螺栓抗剪连接 三 普通螺栓抗拉连接 四 高强度螺栓连接构造与计算 五 高强度螺栓抗剪连接 六 高强度螺栓抗拉连接
.
2
一.普通螺栓连接构造与计算
1.普通螺栓的种类和构造要求 （1）普通螺栓种类
按其加工的精细程度和强度分为:A、B、C三个级别。
b c
d
t
f
b c
(3 32)
(3 33)
单栓抗剪承载力：
Nb min
min
N
vb，N
b c
(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。 14
剪切面数目nv
N
N
N/2
N
N/2
单 剪 ：nv 1
双剪：nv 2
17
普通螺栓群轴心力作用下，为了防止板件被拉断
尚应进行板件的净截面验算。 (1)螺栓采用并列排列时: 主板的危险截面为1-1截面:
顺力作用方向：为了防止板件被拉断或剪坏， 端距不能太小；
对于受压构件：为防止连接板件发生鼓曲，中 距不能太大。
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. 。
5
3）施工要求
为了便于扳手拧紧螺母，螺栓中距应不小于3do。
根据以上要求，规范给定了螺栓的容许间距。
名称
位置和方向
当15d 0 l1 60d 0时：
1.1 l1
150 d 0
当l1
60d
时
0
：
η
1.0
0.7
0.75
故，连接所需栓数：
0.5
n N
N
b min
0.25
(3 36) 0
.
平均值
长连接螺栓的内力分布
ECCS 我国规范
试验曲线
8.8级 M22
l1/d0
10 20 30 40 50 60 70 80
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。
.
7
二.螺栓连接的受力形式
A 只受剪力 F
B 只受拉力
C 剪力和拉力 共同作用
F
N
N
.
8
三.普通螺栓抗剪连接
1.工作性能和破坏形式
Nபைடு நூலகம்
(1)工作性能
对图示螺栓连接做抗剪试验,即 N/2 可得到板件上a、b两点相对位移 N/2 a δ和作用力N的关系曲线,该曲线
.
3
（2）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
边距 中距 边距
A 并列
B 错列
.
4
（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；
N
N
（5）栓杆弯曲破坏 螺栓杆过长；栓杆长度不应大于5d
N/2
N
N/2
.
这 两 种 破 坏 构 造 解 决
13
四.抗剪螺栓的单栓承载力设计值
由破坏形式知抗剪螺栓的承载力取决 d
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:
抗剪承载力： 承压承载力：
N
b v
nv
d
4
2
f
b v
N
16do 或 24t
_
最小容许距离 3do 2do
4do 或 8t
1.5do
1.2do
6
（4）螺栓连接的构造要求
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，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
b
为普通螺栓抗剪连接的极限承
N
载力Nu。
Nu
4
3
2
1
O
.
δ11
2.破坏形式
N/2
（1）螺栓杆被剪坏
N
N/2
栓杆较细而板件较厚时
（2）孔壁的挤压破坏
N
N
栓杆较粗而板件较薄时
（3）板件被拉断
截面削弱过多时
N
N
以上破坏形式予以计算解决。
.
12
（4）板件端部被剪坏(拉豁) 端矩过小时；端矩不应小于2dO
该阶段主要靠栓杆与孔壁的
N
b
接触传力。栓杆受剪力、拉力、 N
弯矩作用，孔壁受挤压。由于材
4
3
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
2
关系以曲线状态上升。
1
O
.
δ10
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。 N/2 ‘4’点（曲线的最高点）即 N/2 a
清楚的揭示了抗剪螺栓受力的四 N 个阶段,即：
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 1
O
N
N
b
4 3
δ9
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距离，表现在曲线上为水
平段。
N/2
3)栓杆传力的弹性阶段(2~3段)
外排（垂直外力方向或顺内力方向）
中 心 间 距
中 间 排
顺内 力方
向
垂直内力方向 构件受拉力 构件受压力
沿对角线方向
中 心至 构件 边缘 间距
垂直 内力 方向
顺内力方向 剪切边或手工气割边
轧制边、自动气 割边或锯割边
高强度螺栓
其他螺栓或铆钉
.
最大容许距离 （两者最小距离）
8do 或 12t 16do 或 24t 12do 或 18t
N/3
N/2
N/3
N/2
N/3
四剪 ：nv 4
.
15
五.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 N 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
A、B级---精制螺栓，性能等级为5.6或8.8级; 5或8表示fu≥500或800N/mm2, 0.6或0.8表示fy/fu=0.6 或0.8；Ⅰ类孔，孔径(do)-栓杆直径(d)＝0.3～0.5mm。
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。
N/2 N/2 l1
平均值 螺栓的内力分布
有各螺栓均担。
所以，连接所需螺栓数为：
.
N
n
Nb min
16
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。
螺栓连接构造与计算
装配培训教材
张明录
.
1
目录 一 普通螺栓连接构造与计算 二 普通螺栓抗剪连接 三 普通螺栓抗拉连接 四 高强度螺栓连接构造与计算 五 高强度螺栓抗剪连接 六 高强度螺栓抗拉连接
.
2
一.普通螺栓连接构造与计算
1.普通螺栓的种类和构造要求 （1）普通螺栓种类
按其加工的精细程度和强度分为:A、B、C三个级别。
b c
d
t
f
b c
(3 32)
(3 33)
单栓抗剪承载力：
Nb min
min
N
vb，N
b c
(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。 14
剪切面数目nv
N
N
N/2
N
N/2
单 剪 ：nv 1
双剪：nv 2
17
普通螺栓群轴心力作用下，为了防止板件被拉断
尚应进行板件的净截面验算。 (1)螺栓采用并列排列时: 主板的危险截面为1-1截面:
顺力作用方向：为了防止板件被拉断或剪坏， 端距不能太小；
对于受压构件：为防止连接板件发生鼓曲，中 距不能太大。
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. 。
5
3）施工要求
为了便于扳手拧紧螺母，螺栓中距应不小于3do。
根据以上要求，规范给定了螺栓的容许间距。
名称
位置和方向
当15d 0 l1 60d 0时：
1.1 l1
150 d 0
当l1
60d
时
0
：
η
1.0
0.7
0.75
故，连接所需栓数：
0.5
n N
N
b min
0.25
(3 36) 0
.
平均值
长连接螺栓的内力分布
ECCS 我国规范
试验曲线
8.8级 M22
l1/d0
10 20 30 40 50 60 70 80
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。
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二.螺栓连接的受力形式
A 只受剪力 F
B 只受拉力
C 剪力和拉力 共同作用
F
N
N
.
8
三.普通螺栓抗剪连接
1.工作性能和破坏形式
Nபைடு நூலகம்
(1)工作性能
对图示螺栓连接做抗剪试验,即 N/2 可得到板件上a、b两点相对位移 N/2 a δ和作用力N的关系曲线,该曲线
.
3
（2）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
边距 中距 边距
A 并列
B 错列
.
4
（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；
N
N
（5）栓杆弯曲破坏 螺栓杆过长；栓杆长度不应大于5d
N/2
N
N/2
.
这 两 种 破 坏 构 造 解 决
13
四.抗剪螺栓的单栓承载力设计值
由破坏形式知抗剪螺栓的承载力取决 d
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:
抗剪承载力： 承压承载力：
N
b v
nv
d
4
2
f
b v
N
16do 或 24t
_
最小容许距离 3do 2do
4do 或 8t
1.5do
1.2do
6
（4）螺栓连接的构造要求
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，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
b
为普通螺栓抗剪连接的极限承
N
载力Nu。
Nu
4
3
2
1
O
.
δ11
2.破坏形式
N/2
（1）螺栓杆被剪坏
N
N/2
栓杆较细而板件较厚时
（2）孔壁的挤压破坏
N
N
栓杆较粗而板件较薄时
（3）板件被拉断
截面削弱过多时
N
N
以上破坏形式予以计算解决。
.
12
（4）板件端部被剪坏(拉豁) 端矩过小时；端矩不应小于2dO