钢结构的紧固件连接课件PPT
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单元5-钢结构的紧固件连接ppt课件(全)
n——垫圈个数；h——垫圈厚度（mm）；
C——螺纹外露部分长度（mm）；一般 2～3 个螺纹为宜，且≤5mm。
2．连接螺栓的布置
在受力方向端的边距过小时，钢板有被剪断的可能。对于受拉构件，当各排螺栓的 间距过小时，构件有沿折线或直线破坏的可能。对于受压构件，当沿受力作用方向 的间距过大时，则在被连接的板件中间容易发生张口或鼓曲现象。螺栓的布置应使 各螺栓受力合理，同时要求各螺栓尽可能远离形心和中性轴，以便充分和均衡地利 用各个螺栓的承载能力。 螺栓间的间距确定，既要考虑螺栓连接的强度与变形等要求，又要考虑便于装拆操 作，各螺栓间及螺栓中心线与机件之间应留有扳手操作空间。螺栓最大、最小容许 距离见表 5-11。 但是当螺距过大，被联接的构件的接触面就不够紧密；潮气容易浸入缝隙产生锈蚀。
5.3.2 普通螺栓连接施工
1．螺栓的选择 2．连接螺栓的布置 3．螺栓孔的加工 4．螺栓连接施工 5．普通螺栓放松措施
1．螺栓的选择
⑴ 螺栓直径选择
螺栓直径的确定应由设计人员按等强度原则通过计算确定。但为了便于施工和管理，
对于同一个工程螺栓的直径规格应适当归类。一般情况下，螺栓的直径应与被连接
5.3 螺栓连接
5.3.1 连接类型 5.3.2 普通螺栓连接施工 5.3.3 高强度螺栓连接施工
5.3.1 连接类型
1. 螺栓的种类 2. 螺栓的受力 3. 螺母 4. 垫圈
1. 螺栓的种类
⑴ 普通螺栓 ⑵ 高强度螺栓
⑴ 普通螺栓
1)普通螺栓又可分为粗制螺栓和精制螺 栓
2)普通螺栓按形式又可分为六角螺栓、 双头螺栓和地脚螺栓
4．螺栓连接施工
⑴ 作业条件 1)构件已经安装调校完毕； 2)高空进行普通紧固件连接施工时，应有可靠的操作平台或施工吊篮，需严格遵守《建筑施工高处作业安 全技术规范》（JGJ 80－1991）的规定。 3)被连接件表面应清洁、干燥、不得有油（泥）污。 ⑵ 螺栓装配要求 1)螺栓头和螺母下面应放置平垫圈，以增大承压面积。 2)每个螺栓一端不得垫两个及以上的垫圈，并不得采用大螺母代替垫圈。螺栓拧紧后，外露螺纹不应少于 2 扣。螺母间下的垫圈一般不应多于 1 个。 3)对于设计有要求防松动的螺栓、锚固螺栓应采用有防松装置的螺母（即双螺母）或弹簧垫圈，或用人工 方法采取防松措施（如将螺栓外露螺纹打毛）。 4)对于承受动荷载或重要部位的螺栓连接，应按设计要求放置弹簧垫圈，弹簧垫圈必须设置在螺母的一侧。 5)对于工字钢、槽钢类型钢应尽量使用斜垫圈，使螺母和螺栓头部的支承面垂直于螺杆。 6)装配双头螺栓时，首先将螺纹和螺孔的接触面清理干净，然后用手轻轻地把螺母拧到螺纹的终止处，如 遇到拧不进的情况，不能用扳手强行拧紧，以免损坏螺纹。双头螺栓的轴心线必须与工件垂直，通常用角 尺进行检验。 7)螺母与螺钉装配时，螺母或螺钉与零件贴合的表面要光洁、平整，贴合处的表面应当经过加工，否则容 易使连接件松动或使螺钉弯曲。螺母或螺钉和接触的表面之间应保持清洁，螺孔内的赃物要清理干净。
第三章-钢结构连接(螺栓)ppt课件
.
3．7 普通螺栓连接的工作性能和计算
3．7．1 普通螺栓的抗剪连接 3．7．1．1 抗剪连接的工作性能
第③种破坏形式属于构件的强度计算；第④种破坏形式由螺栓端
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)
(b)
3 钢结构的连接
3．1 钢结构的连接方法
3．1．3 螺栓连接 螺栓连接分普通螺栓连接和高强度螺栓连接两种。
大六角头螺栓
扭剪型
（ 用于普通螺栓和高强螺栓） （用于高强度螺栓）
.
3. 钢结构连接
3. 钢结构连接方法
3.1.1 焊接连接 （上节回顾）
1
.
1
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1
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1
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3 钢结构的连接
3．1 钢结构的连接方法
3．7 普通螺栓连接的工作性能和计算 3．7．1 普通螺栓的抗剪连接 3．7．1．1 抗剪连接的工作性能
⑤螺栓过长时，栓杆弯曲变形过大。
1
1
(a)
(b)
(c)
e
(d)
1-1 剖面
(e)
图 3-12 抗剪螺栓的破坏性式
（a）螺栓杆剪断； (b)孔壁压坏； (c)板被拉断；（d）板端被剪断； (e)螺栓杆弯曲
.
3．7 普通螺栓连接的工作性能和计算 3．7．1 普通螺栓的抗剪连接
3．7．1．1 抗剪连接的工作性能
(3) 栓 杆 直 接 传 力 的 弹 性 阶 段 如荷载再增加，连接所承受的外 力就主要是靠螺栓与孔壁接触传 递。螺栓杆除主要受剪力外，还 有弯矩和轴向拉力，而孔壁则受 到挤压。由于接头材料的弹性性 质，也由于螺栓杆的伸长受到螺 帽的约束，增大了板件间的压紧 力，使板件间的摩擦力也随之增
钢结构螺栓连接PPT课件
未来发展方向
基于当前的技术现状和市场趋势，提出了钢结构螺栓连接未来可能的 发展方向和挑战。
展望
新材料与新工艺的应用
探讨了新型材料如高强度轻质 材料、耐腐蚀材料在螺栓连接 中的潜在应用，以及激光焊接 、摩擦焊接等新工艺与螺栓连 接的结合使用。
智能化与自动化技术的应 用
分析了人工智能、机器学习等 技术在螺栓连接质量检测、施 工监控等方面的应用前景，以 及自动化设备在提高螺栓连接 效率和质量方面的作用。
钢结构螺栓连接ppt课件
• 引言 • 钢结构螺栓连接的基本知识 • 钢结构螺栓连接的设计与计算 • 钢结构螺栓连接的施工工艺 • 钢结构螺栓连接的实例分析 • 总结与展望
01
引言
主题简介
钢结构螺栓连接
01
介绍钢结构螺栓连接的基本概念、应用场景和重要性。
螺栓连接分类
02
根据不同的分类标准，如连接方式、材料等，对螺栓连接进行
分类。
螺栓连接与焊接、铆接的比较
03
比较钢结构螺栓连接、焊接和铆接的优缺点，说明螺栓连接在
钢结构中的适用性。
目的和意义
提高钢结构可靠性
通过螺栓连接，可以提高钢结构的可 靠性和稳定性，减少因焊接、铆接等 连接方式带来的潜在问题。
降低维护成本
促进钢结构行业的发展
随着钢结构在建筑、桥梁、船舶等领 域的应用越来越广泛，提高螺栓连接 的技术水平，有利于推动钢结构行业 的发展。
螺栓连接的强度计算应根据受力分析结果和螺栓材料的 机械性能进行。
强度计算应考虑各种可能的载荷和应力组合，以及各种 可能的工况和环境条件。
强度计算应采用合适的计算公式和方法，如安全系数法 和极限状态法等。
强度计算应考虑螺栓连接的疲劳性能和耐久性要求，以 确保螺栓连接在使用寿命内的安全性。
基于当前的技术现状和市场趋势，提出了钢结构螺栓连接未来可能的 发展方向和挑战。
展望
新材料与新工艺的应用
探讨了新型材料如高强度轻质 材料、耐腐蚀材料在螺栓连接 中的潜在应用，以及激光焊接 、摩擦焊接等新工艺与螺栓连 接的结合使用。
智能化与自动化技术的应 用
分析了人工智能、机器学习等 技术在螺栓连接质量检测、施 工监控等方面的应用前景，以 及自动化设备在提高螺栓连接 效率和质量方面的作用。
钢结构螺栓连接ppt课件
• 引言 • 钢结构螺栓连接的基本知识 • 钢结构螺栓连接的设计与计算 • 钢结构螺栓连接的施工工艺 • 钢结构螺栓连接的实例分析 • 总结与展望
01
引言
主题简介
钢结构螺栓连接
01
介绍钢结构螺栓连接的基本概念、应用场景和重要性。
螺栓连接分类
02
根据不同的分类标准，如连接方式、材料等，对螺栓连接进行
分类。
螺栓连接与焊接、铆接的比较
03
比较钢结构螺栓连接、焊接和铆接的优缺点，说明螺栓连接在
钢结构中的适用性。
目的和意义
提高钢结构可靠性
通过螺栓连接，可以提高钢结构的可 靠性和稳定性，减少因焊接、铆接等 连接方式带来的潜在问题。
降低维护成本
促进钢结构行业的发展
随着钢结构在建筑、桥梁、船舶等领 域的应用越来越广泛，提高螺栓连接 的技术水平，有利于推动钢结构行业 的发展。
螺栓连接的强度计算应根据受力分析结果和螺栓材料的 机械性能进行。
强度计算应考虑各种可能的载荷和应力组合，以及各种 可能的工况和环境条件。
强度计算应采用合适的计算公式和方法，如安全系数法 和极限状态法等。
强度计算应考虑螺栓连接的疲劳性能和耐久性要求，以 确保螺栓连接在使用寿命内的安全性。
钢结构的连接ppt课件
Connections
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。
优点 传力可靠，塑性、韧性好， 动力性能好
缺点 费工费料、劳动强度高。
目前承重钢结构连接中已很少应用。
22
第3章
Chapter 3
16
§3.1 钢结构的连接
5. 焊缝符号及标注方法
第3章 连 接
Chapter 3
Connections
《焊缝符号表示法》（GB/T324-1988） 《建筑结构制图标准》（GB/T50105-2001）
焊缝符号主要由图形符号、辅助符号和引出线等部分组成 17
§3.1 钢结构的对接焊缝的坡口形式
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有关。
板厚t 10mm
板厚t ＝10～20mm
板厚t > 20mm 24
§3.2 对接焊缝的构造和计算
第3章
Chapter 3
连接
Connections
2.对接焊缝的优缺点
优点：用料经济、传力均匀、无明显的应力集中， 利于承受动力荷载。 缺点：需剖口，焊件长度要求精确。
（4）电阻焊
利用电流通过焊件接触点表面的电阻所产生的热量来溶化金属， 再通过压力使其焊合。适用于板叠厚度不大于12ｍｍ的焊接。
9
§3.1 钢结构的连接
3. 焊接接头及焊缝形式
第3章
Chapter 3
连接
Connections
（1）焊接接头：分为对接、搭接、T形连接和角部连接。
10
§3.1 钢结构的连接
二级焊缝：外观检查+无损检验（超声波探伤）合格，用于受 较大拉应力的重要连接。 一级焊缝：外观检查+无损检验（超声波探伤、X射线探伤）合 格，用于抗动力、需要验算疲劳的重要连接。
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。
优点 传力可靠，塑性、韧性好， 动力性能好
缺点 费工费料、劳动强度高。
目前承重钢结构连接中已很少应用。
22
第3章
Chapter 3
16
§3.1 钢结构的连接
5. 焊缝符号及标注方法
第3章 连 接
Chapter 3
Connections
《焊缝符号表示法》（GB/T324-1988） 《建筑结构制图标准》（GB/T50105-2001）
焊缝符号主要由图形符号、辅助符号和引出线等部分组成 17
§3.1 钢结构的对接焊缝的坡口形式
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有关。
板厚t 10mm
板厚t ＝10～20mm
板厚t > 20mm 24
§3.2 对接焊缝的构造和计算
第3章
Chapter 3
连接
Connections
2.对接焊缝的优缺点
优点：用料经济、传力均匀、无明显的应力集中， 利于承受动力荷载。 缺点：需剖口，焊件长度要求精确。
（4）电阻焊
利用电流通过焊件接触点表面的电阻所产生的热量来溶化金属， 再通过压力使其焊合。适用于板叠厚度不大于12ｍｍ的焊接。
9
§3.1 钢结构的连接
3. 焊接接头及焊缝形式
第3章
Chapter 3
连接
Connections
（1）焊接接头：分为对接、搭接、T形连接和角部连接。
10
§3.1 钢结构的连接
二级焊缝：外观检查+无损检验（超声波探伤）合格，用于受 较大拉应力的重要连接。 一级焊缝：外观检查+无损检验（超声波探伤、X射线探伤）合 格，用于抗动力、需要验算疲劳的重要连接。
钢结构钢结构的连接课件.ppt
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钢结构钢结构的连接课件
钢结构钢结构的连接课件
请 回 答
1、对接焊缝与角焊缝在计算方法上有何区别? 2、侧面焊、三面围焊哪种做法较为经济?
(在同样荷载下) 3、焊接残余应力与变形对结构的性能有何影
响?采取哪些措施?
钢结构钢结构的连接课件
3-6 普通螺栓连接构造和计算
f
N he
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f he钢N结构l钢w结构的f连f接w 课件
四、偏心力作用
1、弯矩M: f
M Ww
6M he lw2Biblioteka ffw f
2、扭矩T:
计算假定:(1)被连接件是绝对刚性的,角焊缝是弹性
(2)被连接件绕角焊缝有效截面形心o旋转,角焊缝上任
一点应力方向垂直该点与形心连线,应力大小与其
(3 23)
(2)承压承载力设计值
N
b C
d
tf
b C
(3 24)
当构件节点处或 拼接缝一側 螺栓较多,沿受力方向连接长
Nb min
minN NV Cbb
度: l1
l115d0 l160d0
1.1 l1
15d00
0.7 d0螺 栓 孔 径
钢结构钢结构的连接课件
图3-59 抗剪螺栓连接 图3-60 螺栓钢承结构压钢结的构的应连力接课分件 布
钢结构钢结构的连接课件
y1
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y '1
y '2
y2
钢结构基础第五章钢结构的紧固件连接PPT
02
本章将介绍紧固件连接的基本原 理、类型、特点和应用，以及相 关的设计、施工和质量控制等方 面的知识。
紧固件连接的重要性
紧固件连接是钢结构中不可或缺 的一部分，其质量和性能直接影 响到整个结构的稳定性和安全性。
紧固件连接的可靠性、耐久性和 经济性对于建筑、桥梁、工业设 施等钢结构工程的安全和使用寿
铆钉连接强度高、密封性好，适用于需要永久性连接的场合，如飞机、汽车等。
选择合适的紧固件
在选择紧固件时，需要考虑其使 用场合、连接要求、成本等因素。
根据结构件的材质、厚度、受力 情况等因素选择合适的紧固件类
型和规格。
在需要高强度连接时，可以选择 螺栓或铆钉；在需要简单、快速
连接时，可以选择螺钉。
03
紧固件连接必须满足结构 安全性的要求，能够承受 外力作用，不发生松动、 断裂等现象。
可靠性
紧固件连接必须保证结构 的可靠性，能够长期保持 稳定，不发生失效。
经济性
紧固件连接的设计应考虑 经济性，选择合适的材料、 规格和数量，降低成本。
连接方式与实例
螺栓连接
利用螺栓穿过被连接件的预留孔 洞，拧紧螺母实现固定。例如，
降低维修成本。
智能化与自动化的趋势
智能紧固件
智能紧固件能够实时监测紧固件的工作状态，及时发现潜在问题， 提高结构的安全性和稳定性。
自动化生产线
自动化生产线能够提高生产效率，减少人为误差，保证产品质量 和精度。
机器人技术
机器人技术能够实现复杂结构的快速、精确装配，提高生产效率 和质量。
提高安全性能与耐久性的研究
在施工过程中，需要严格控制螺栓的规格、质量和安装精度，确保连接质量符合 设计要求。
案例分析：桥梁钢结构的紧固件连接
本章将介绍紧固件连接的基本原 理、类型、特点和应用，以及相 关的设计、施工和质量控制等方 面的知识。
紧固件连接的重要性
紧固件连接是钢结构中不可或缺 的一部分，其质量和性能直接影 响到整个结构的稳定性和安全性。
紧固件连接的可靠性、耐久性和 经济性对于建筑、桥梁、工业设 施等钢结构工程的安全和使用寿
铆钉连接强度高、密封性好，适用于需要永久性连接的场合，如飞机、汽车等。
选择合适的紧固件
在选择紧固件时，需要考虑其使 用场合、连接要求、成本等因素。
根据结构件的材质、厚度、受力 情况等因素选择合适的紧固件类
型和规格。
在需要高强度连接时，可以选择 螺栓或铆钉；在需要简单、快速
连接时，可以选择螺钉。
03
紧固件连接必须满足结构 安全性的要求，能够承受 外力作用，不发生松动、 断裂等现象。
可靠性
紧固件连接必须保证结构 的可靠性，能够长期保持 稳定，不发生失效。
经济性
紧固件连接的设计应考虑 经济性，选择合适的材料、 规格和数量，降低成本。
连接方式与实例
螺栓连接
利用螺栓穿过被连接件的预留孔 洞，拧紧螺母实现固定。例如，
降低维修成本。
智能化与自动化的趋势
智能紧固件
智能紧固件能够实时监测紧固件的工作状态，及时发现潜在问题， 提高结构的安全性和稳定性。
自动化生产线
自动化生产线能够提高生产效率，减少人为误差，保证产品质量 和精度。
机器人技术
机器人技术能够实现复杂结构的快速、精确装配，提高生产效率 和质量。
提高安全性能与耐久性的研究
在施工过程中，需要严格控制螺栓的规格、质量和安装精度，确保连接质量符合 设计要求。
案例分析：桥梁钢结构的紧固件连接
《钢结构螺栓连接》PPT课件
（3）由于C级螺栓与孔壁有较大间隙，只宜用于沿其杆轴方向 受拉的连接。承受静力荷载结构的次要连接、可拆卸结构的连接和 临时固定构件用的安装连接中，也可用C级螺栓受剪。但在重要的连 接中，例如：制动梁或吊车梁上翼缘与柱的连接，由于传递制动梁 的水平支承反力，同时受到反复动力荷载作用，不得采用C级螺栓。 柱间支撑与柱的连接，以及在柱间支撑处吊车梁下翼缘的连接，因 承受着反复的水平制动力和卡轨力，应优先采用高强度螺栓。
普通螺栓连接按受力情况可分为抗剪连接和抗拉连接，也 有同时抗剪和抗拉的。抗剪连接又有单面受剪和双面受剪以及 多面受剪等不同情况。
3、高强度螺栓连接 高强度螺栓连接件亦由螺栓杆、螺母和垫圈组成。由强 度较高的钢（如20锰钛硼、40硼、45号钢）经过热处理制成。 高强度螺栓连接用特殊扳手拧紧高强度螺栓，对其施加规定 的预拉力。高强度螺栓抗剪连接按其传力方式分为摩擦型和 剪压型（或称承压型）两类。
四、螺栓的其他构造要求 螺栓连接除了满足上述螺栓排列的容许距离外，根据不 同情况尚应满足下列构造要求： （1）为了使连接可靠，每一杆件在节点上以及拼接接 头的一端，永久性螺栓数不宜少于两个。但根据实践经验， 对于组合构件的缀条，其端部连接可采用一个螺栓。 （2）对直接承受动力荷载的普通螺栓连接应采用双螺 帽或其他防止螺帽松动的有效措施。例如采用弹簧垫圈，或 将螺帽或螺杆焊死等方法。
螺栓的代号用字母M与公称直径的毫米数表示，如M16、 M18等，常用的螺栓是M16，M20和M24。
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。
钢结构的紧固件连接(共29张PPT)
高强螺栓
大六角头 ——8.8和10.9级，对螺栓孔要求低
扭剪型
——10.9级，对螺栓孔要求低
二、螺栓孔的类别——I类孔、II类孔 三、螺栓连接的种类——普通螺栓连接、高强螺栓连接 四、铆钉连接
第5章 钢结构的紧固件连接
5.1 概述
需螺栓数：
（取整，不宜少于2个）
则螺栓1受的最大剪力N1应满足：
第5章 钢结构的紧固件连接
五、同时承受摩擦面间的剪切和螺栓杆轴向拉力的摩擦型的连接计算
N v b0.9nf(P1.2N 5t)
u等同于
Nv
N
b v
Nt Nt
1
u但不同于普通螺栓及高强螺栓承压型连接的
( Nv )2 ( Nt )2 1
Nvb
Ntb
高强度螺栓的抗拉连接
第5章 钢结构的紧固件连接
5.5 高强度螺栓摩擦型连接的计算
b
a
3×p = 3p
g1 g2
b≥140mm可双排并列排孔
g1、g2和最大开孔直径与b相关 p≥3d0，a≥2d0
工字钢或槽钢的翼缘和腹板上的最大开孔
直径以及图中emin、 cmin和hmax均与它们的
型号相关
第5章 钢结构的紧固件连接
5.3 普通螺栓连接和高强螺栓承压型连接的工作性能
一、抗剪螺栓连接
V
/n
N1Nx N / n
则螺栓1受的最大剪力N1应满足：
N 1(N 1 N xN 1 T x)2(N 1 V yN 1 T y)2N m bin
——例题5.4~5
第5章 钢结构的紧固件连接
5.4 普通螺栓连接和高强螺 栓承压型连接的计算
四、螺栓群在轴心力作用下的抗拉计算
钢结构的紧固件连接课件
2. Ⅱ类孔（孔壁不整齐，质量差）
制作方法：
在单个的构件上一次冲成或不用钻模钻成 设计孔径。 普通螺栓中的粗制螺栓连接可用Ⅱ类孔， 并且：孔径-栓杆直径＝1.0～1.5mm。 高强螺栓的孔为Ⅱ类孔，采用钻成孔，
摩擦型高强螺栓：孔径-栓杆直径＝1.5～2.0mm 承压型高强螺栓：孔径-栓杆直径＝1.0～1.5mm
当b≥140mm 时，可采用双 排并列。
g2 g1
考虑到拧紧螺栓的扳手尺寸和必要的边距，角钢上采用的最
大螺栓直径见下表。
四.热轧工字钢和热轧槽钢上排列螺栓的要求
5.3 普通螺栓连接计算
螺栓连接计算的一般步骤:①计算单个螺栓的承载力设计值；②按受力情 况确定所需螺栓数量，③按构造要求排列需要的螺栓，必要时进行构件净 截面强度验算。在受力较复杂的螺栓连接中，可先假定螺栓的数量进行排 列后验算受力最大的螺栓是否小于其承载力设计值；相差过大时，重新假 定螺栓数进行排列和复算。
当b＜125mm 时，一般采用 单排排列。
b
g
b＜ 125mm p 3d 0 a 2d 0
a
p
p
p
b 125mm
当b≥125mm 时，可采用双 排交错排列。
b
s a p
p p p
g2 g1
p可以小于3d 0 但 s 3d 0 a 2d 0
b 140mm p 3d 0 a 2d 0
b.精制螺栓（A、B级螺栓）连接
其受力和传力情况与C级螺栓连接相同。 螺栓加工复杂，安装要求高，价格昂贵，常为 高强螺栓摩擦型连接所替代。
2.高强螺栓连接 a.高强螺栓摩擦型连接 依靠连接板件间的摩擦力来承受荷载。 螺栓孔壁不承压，螺杆不受剪，连接变形小， 连接紧密，耐疲劳，易于安装，在动力荷载 作用下不易松动。 b.高强螺栓承压型连接 在连接板间的摩擦力被克服、节点板发 生相对滑移后依靠孔壁承压和螺栓受剪来承 受荷载。 只能用于承受静力荷载或间接承受动力 荷载的结构中。
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
钢结构连接PPT课件
铆钉（rivet）连接是将一端带有预制 钉头的金属圆杆，插入被连接构件的圆孔 中，利用铆钉机或压铆机钉连接费材费工，噪音大，一 般情况下很少采用。
1.2 螺栓连接：
由头部和螺杆（带有外螺纹的圆柱体） 两部分组成的螺栓，与螺母配合，用于紧 固连接两个带有通孔的零件， 这种连接形 式称螺栓连接 。
金属的有效截面积，从而导致焊缝的强度降低。
（4）夹渣与夹杂物：熔化焊接时的冶金反应 产物，例如非金属杂质（氧化物、硫化物等） 以及熔渣，由于焊接时未能逸出，或者多道 焊接时清渣不干净，以至残留在焊缝金属内， 称为夹渣或夹杂物。视其形态可分为点状和 条状，其外形通常是不规则的，其位置可能
在焊缝与母材交界处，也可能存在于焊缝内。
4.2 焊接残余应力对结构的影响：
1、对静载强度的影响： 焊接残余应力的存在将明显降低脆性材料
钢结构的静载强度。 2、对构件加工尺寸精度的影响 3、对受压杆件稳定性的影响 4、对应力腐蚀裂纹的影响
4.3 焊接残余应力的消除方法：
1、热处理 对于同一种材料，回火温度越高，保温时间越
长，残余应力越小。 2、锤击法
钢结构连接
钢结构连接:
1、钢结构的连接方法 2、螺栓连接方法及分类 3、焊接连接方法及分类 4、焊接应力及焊接变形
1、钢结构的连接方法：
钢结构的构件制作和整体安装都离不开零 部件和构件之间的连接（connection）。 钢结构主要的连接方法是焊接连接和螺栓 连接，有时也使用铆钉连接。
1.1 铆钉连接：
(c)
(d)
(e)
(f)
(g)
(h)
(i)
5、焊钉；6、槽焊
焊钉
槽焊
焊钉、槽焊即在板件上加工出圆孔或槽孔，在 孔内进行部分或全部焊接。焊钉和槽焊用于搭接连 接可以传递剪力，或用于防止搭接部分的鼓曲，或 用于组装件的连接。
1.2 螺栓连接：
由头部和螺杆（带有外螺纹的圆柱体） 两部分组成的螺栓，与螺母配合，用于紧 固连接两个带有通孔的零件， 这种连接形 式称螺栓连接 。
金属的有效截面积，从而导致焊缝的强度降低。
（4）夹渣与夹杂物：熔化焊接时的冶金反应 产物，例如非金属杂质（氧化物、硫化物等） 以及熔渣，由于焊接时未能逸出，或者多道 焊接时清渣不干净，以至残留在焊缝金属内， 称为夹渣或夹杂物。视其形态可分为点状和 条状，其外形通常是不规则的，其位置可能
在焊缝与母材交界处，也可能存在于焊缝内。
4.2 焊接残余应力对结构的影响：
1、对静载强度的影响： 焊接残余应力的存在将明显降低脆性材料
钢结构的静载强度。 2、对构件加工尺寸精度的影响 3、对受压杆件稳定性的影响 4、对应力腐蚀裂纹的影响
4.3 焊接残余应力的消除方法：
1、热处理 对于同一种材料，回火温度越高，保温时间越
长，残余应力越小。 2、锤击法
钢结构连接
钢结构连接:
1、钢结构的连接方法 2、螺栓连接方法及分类 3、焊接连接方法及分类 4、焊接应力及焊接变形
1、钢结构的连接方法：
钢结构的构件制作和整体安装都离不开零 部件和构件之间的连接（connection）。 钢结构主要的连接方法是焊接连接和螺栓 连接，有时也使用铆钉连接。
1.1 铆钉连接：
(c)
(d)
(e)
(f)
(g)
(h)
(i)
5、焊钉；6、槽焊
焊钉
槽焊
焊钉、槽焊即在板件上加工出圆孔或槽孔，在 孔内进行部分或全部焊接。焊钉和槽焊用于搭接连 接可以传递剪力，或用于防止搭接部分的鼓曲，或 用于组装件的连接。
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传力机理
2009.11 长沙
有预拉力的高强度螺栓 无预拉力的高强度螺栓 普通螺栓
螺栓受力过程比较
中南大学桥梁工程系
第5章 钢结构的紧固件连接
设计准则
剪力N
摩擦型螺栓 设计准则
N
承压型螺栓 设计准则
N 外力可超过摩擦力，经 滑移后由螺杆承剪承压。
N N
控制外力不超过 摩擦力，无滑移。
2009.11 长沙
第5章 钢结构的紧固件连接
第 5 章 钢结构的紧固件连接
5.1 概述 5.2 螺栓的排列 5.3 普通螺栓连接的工作性能 5.4 普通螺栓连接的计算 5.5 高强度螺栓摩擦型连接计算
2009.11 长沙
中南大学桥梁工程系
5.1 概述
第5章 钢结构的紧固件连接
紧固件连接
螺栓： 普通螺栓：精制螺栓(A、B级) 粗制螺栓(C级)
高强度螺栓：承压型、摩擦型 铆钉： 钉连接： (射钉、自攻螺钉、焊钉)
2009.11 长沙
中南大学桥梁工程系
第5章 钢结构的紧固件连接
螺栓连接的特点
•施工简单，装拆方便，对安装工的要求高 优点 •摩擦型高强度螺栓连接动力性能好
•耐疲劳，易阻止裂纹扩展 缺点 • 费料、开孔截面削弱
• 螺栓孔加工精度要求高
中南大学桥梁工程系
Байду номын сангаас
第5章 钢结构的紧固件连接
螺栓 材料 传力方式 变形 安装
高强度螺栓 材质好，强度高
依靠连接板件摩擦传力 连接变形小，螺栓不易松
动 需专门扳手施加预拉力
普通螺栓 材质一般，强度低
螺栓直接传力 连接变形大，螺栓易松动 一般常用扳手，手感拧紧
挤压力Q
摩擦力F 外力N
预拉力P
拧紧螺母产生预拉力
射钉、自 安装方便，构件无须预先处理 攻螺栓 ，适用于轻钢、薄板结构
不能承受较大集中力
（1） 螺栓的分类
第5章 钢结构的紧固件连接
普通螺栓 高强度螺栓
A级 5.6级 B级 8.8级
C级
4.6级
4.8级
8.8级 10.9级
2009.11 长沙
中南大学桥梁工程系
第5章 钢结构的紧固件连接
分类
C级 粗制 螺栓
受力 特征
承载力 极限状态
安装孔 孔径 d0（mm)
摩擦型 外力达到最大摩擦力 连接 ，有相对滑移的趋势
d0＝d＋1.5 ~ 2.0
应用 特点
剪切变形小，耐疲劳 ，动载下不易松动
承压型 连接
外力超过最大静摩擦 力，螺栓承剪，孔壁 承压，发生相对滑移
d0＝d＋1.0 ~ 1.5
2009.11 长沙
承载力比摩擦型大， 剪切变形大，一般不 用于直接动载情况
• 栓钉将钢板与混凝土板连接起来 • 栓钉承受剪力
2009.11 长沙
中南大学桥梁工程系
第5章 钢结构的紧固件连接
射钉、自攻螺钉的特点
• 用于薄壁构件（压型钢板屋面板、墙板与梁、柱）的连接 • 可采用射枪、铆枪等专用工具安装
2009.11 长沙
射 钉 枪
中南大学桥梁工程系
基本连接方式对比
连接方法
优点
缺点
焊接
对焊件几何形体适应性强，构 造简单，省材省工，工效高， 连接连续性强,可达到气密和水 密要求，节点刚度大
对材质要求高，焊接程序严格，质量 检验工作量大,要求高;存在有焊接缺 陷的可能，产生焊接应力和焊接变形 ，导致材料脆化，对构件的疲劳强度 和稳定性产生影响;一旦开裂则裂缝开 展较快,对焊工技术等级要求较高
钢结构发展方向
2009.11 长沙
工厂构件焊接、工地节点螺栓连接
中南大学桥梁工程系
铆钉连接的特点
第5章 钢结构的紧固件连接
优点 塑性、韧性好，动力性能好 缺点 费料、加热铆合过程极其费工
目前承重钢结构连接中已很少应用
2009.11 长沙
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第5章 钢结构的紧固件连接
栓（焊）钉连接的特点
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第5章 钢结构的紧固件连接
2009.11 长沙
中南大学桥梁工程系
第5章 钢结构的紧固件连接
（3） 螺栓连接的种类
<1> 普通螺栓按受力情况分：抗剪螺栓连接、抗拉螺 栓连接、同时承受剪拉的螺栓连接。
抗剪螺栓
2009.11 长沙
抗拉螺栓
中南大学桥梁工程系
第5章 钢结构的紧固件连接
依据 受力 方式
剪力螺栓 —— 受力垂直螺杆，螺杆承剪、孔壁承压。 连接件有错动趋势
铆接
传力可靠，韧性和塑性好，质 量易于检查，抗动力性能好
费钢、费工，开孔对构件截面有一 定削弱
普通螺栓 连接
装拆便利，设备简单
粗制螺栓不宜受剪，精制螺栓加工 和安装难度较大，开孔对构件截面 有一定削弱
高强螺栓 连接
加工方便，可拆换，能承受动 力荷载，耐疲劳，塑性、韧性 好
摩擦面处理及安装工艺略为复杂， 造价略高，对构件截面削弱相对较 小，质量检验要求高
A级 B级 精制 螺栓
钢材
强度 等级
孔径d0与 栓径d 之差 (mm)
加工
受力 特点
普通
碳素钢 Q235
4.6 4.8
粗糙 1.0 ~ 1.5 尺寸不准
成本低
抗剪差 抗拉好
优质 碳素钢 45号钢 8.8 35号钢
0.3~0.5
精度高 尺寸准确 成本高
抗剪 抗拉 均好
安装
应用
方便
承拉 应用多 临时固定
变形δ
中南大学桥梁工程系
第5章 钢结构的紧固件连接
（4） 铆钉连接
分为热铆和冷铆两种铆合方法。 热铆将铆钉半成品加热烧红（t≥650℃）后插入被连 接板的钉孔中，然后用铆钉枪连续锤击或用压铆机挤 压铆成另一端的钉头，从而使连接件被铆钉夹紧形成 牢固的连接。铆钉冷却后，产生纵向收缩，依靠钉头 能将所连接的板叠压紧。 铆钉连接传力可靠，塑性、韧性和整体性好，但构 造复杂，用钢量大，施工麻烦（制孔、打铆），打铆 时噪音大，劳动条件差，目前已极少采用，几乎被焊 接或高强度螺栓连接代替。
拉力螺栓 —— 受力平行螺杆，螺杆承拉。 连接件有脱开趋势。
剪 力 螺 栓
2009.11 长沙
拉 力 螺 栓
中南大学桥梁工程系
第5章 钢结构的紧固件连接
<2> 高强度螺栓分类
按材质 分类
螺栓强度等级 8.8 级 10.9 级
螺栓采用钢材 45号钢，40B钢 20MnTiB钢，35VB钢
按受力状况分类
精度 要求高
目前 应用 减少
A级B级区别：仅尺寸不同，A级d≤24，L ≤ 150mm；B级d＞24，L＞150mm
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第5章 钢结构的紧固件连接
（2） 螺栓孔的类别
I 类孔：孔壁粗糙度小，孔径偏差允许 + 0.25mm，对 应A、B级螺栓 II类孔：孔壁粗糙度大，孔径偏差允许 + 1mm，对应C 级螺栓
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有预拉力的高强度螺栓 无预拉力的高强度螺栓 普通螺栓
螺栓受力过程比较
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第5章 钢结构的紧固件连接
设计准则
剪力N
摩擦型螺栓 设计准则
N
承压型螺栓 设计准则
N 外力可超过摩擦力，经 滑移后由螺杆承剪承压。
N N
控制外力不超过 摩擦力，无滑移。
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第5章 钢结构的紧固件连接
第 5 章 钢结构的紧固件连接
5.1 概述 5.2 螺栓的排列 5.3 普通螺栓连接的工作性能 5.4 普通螺栓连接的计算 5.5 高强度螺栓摩擦型连接计算
2009.11 长沙
中南大学桥梁工程系
5.1 概述
第5章 钢结构的紧固件连接
紧固件连接
螺栓： 普通螺栓：精制螺栓(A、B级) 粗制螺栓(C级)
高强度螺栓：承压型、摩擦型 铆钉： 钉连接： (射钉、自攻螺钉、焊钉)
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第5章 钢结构的紧固件连接
螺栓连接的特点
•施工简单，装拆方便，对安装工的要求高 优点 •摩擦型高强度螺栓连接动力性能好
•耐疲劳，易阻止裂纹扩展 缺点 • 费料、开孔截面削弱
• 螺栓孔加工精度要求高
中南大学桥梁工程系
Байду номын сангаас
第5章 钢结构的紧固件连接
螺栓 材料 传力方式 变形 安装
高强度螺栓 材质好，强度高
依靠连接板件摩擦传力 连接变形小，螺栓不易松
动 需专门扳手施加预拉力
普通螺栓 材质一般，强度低
螺栓直接传力 连接变形大，螺栓易松动 一般常用扳手，手感拧紧
挤压力Q
摩擦力F 外力N
预拉力P
拧紧螺母产生预拉力
射钉、自 安装方便，构件无须预先处理 攻螺栓 ，适用于轻钢、薄板结构
不能承受较大集中力
（1） 螺栓的分类
第5章 钢结构的紧固件连接
普通螺栓 高强度螺栓
A级 5.6级 B级 8.8级
C级
4.6级
4.8级
8.8级 10.9级
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第5章 钢结构的紧固件连接
分类
C级 粗制 螺栓
受力 特征
承载力 极限状态
安装孔 孔径 d0（mm)
摩擦型 外力达到最大摩擦力 连接 ，有相对滑移的趋势
d0＝d＋1.5 ~ 2.0
应用 特点
剪切变形小，耐疲劳 ，动载下不易松动
承压型 连接
外力超过最大静摩擦 力，螺栓承剪，孔壁 承压，发生相对滑移
d0＝d＋1.0 ~ 1.5
2009.11 长沙
承载力比摩擦型大， 剪切变形大，一般不 用于直接动载情况
• 栓钉将钢板与混凝土板连接起来 • 栓钉承受剪力
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第5章 钢结构的紧固件连接
射钉、自攻螺钉的特点
• 用于薄壁构件（压型钢板屋面板、墙板与梁、柱）的连接 • 可采用射枪、铆枪等专用工具安装
2009.11 长沙
射 钉 枪
中南大学桥梁工程系
基本连接方式对比
连接方法
优点
缺点
焊接
对焊件几何形体适应性强，构 造简单，省材省工，工效高， 连接连续性强,可达到气密和水 密要求，节点刚度大
对材质要求高，焊接程序严格，质量 检验工作量大,要求高;存在有焊接缺 陷的可能，产生焊接应力和焊接变形 ，导致材料脆化，对构件的疲劳强度 和稳定性产生影响;一旦开裂则裂缝开 展较快,对焊工技术等级要求较高
钢结构发展方向
2009.11 长沙
工厂构件焊接、工地节点螺栓连接
中南大学桥梁工程系
铆钉连接的特点
第5章 钢结构的紧固件连接
优点 塑性、韧性好，动力性能好 缺点 费料、加热铆合过程极其费工
目前承重钢结构连接中已很少应用
2009.11 长沙
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第5章 钢结构的紧固件连接
栓（焊）钉连接的特点
2009.11 长沙
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第5章 钢结构的紧固件连接
2009.11 长沙
中南大学桥梁工程系
第5章 钢结构的紧固件连接
（3） 螺栓连接的种类
<1> 普通螺栓按受力情况分：抗剪螺栓连接、抗拉螺 栓连接、同时承受剪拉的螺栓连接。
抗剪螺栓
2009.11 长沙
抗拉螺栓
中南大学桥梁工程系
第5章 钢结构的紧固件连接
依据 受力 方式
剪力螺栓 —— 受力垂直螺杆，螺杆承剪、孔壁承压。 连接件有错动趋势
铆接
传力可靠，韧性和塑性好，质 量易于检查，抗动力性能好
费钢、费工，开孔对构件截面有一 定削弱
普通螺栓 连接
装拆便利，设备简单
粗制螺栓不宜受剪，精制螺栓加工 和安装难度较大，开孔对构件截面 有一定削弱
高强螺栓 连接
加工方便，可拆换，能承受动 力荷载，耐疲劳，塑性、韧性 好
摩擦面处理及安装工艺略为复杂， 造价略高，对构件截面削弱相对较 小，质量检验要求高
A级 B级 精制 螺栓
钢材
强度 等级
孔径d0与 栓径d 之差 (mm)
加工
受力 特点
普通
碳素钢 Q235
4.6 4.8
粗糙 1.0 ~ 1.5 尺寸不准
成本低
抗剪差 抗拉好
优质 碳素钢 45号钢 8.8 35号钢
0.3~0.5
精度高 尺寸准确 成本高
抗剪 抗拉 均好
安装
应用
方便
承拉 应用多 临时固定
变形δ
中南大学桥梁工程系
第5章 钢结构的紧固件连接
（4） 铆钉连接
分为热铆和冷铆两种铆合方法。 热铆将铆钉半成品加热烧红（t≥650℃）后插入被连 接板的钉孔中，然后用铆钉枪连续锤击或用压铆机挤 压铆成另一端的钉头，从而使连接件被铆钉夹紧形成 牢固的连接。铆钉冷却后，产生纵向收缩，依靠钉头 能将所连接的板叠压紧。 铆钉连接传力可靠，塑性、韧性和整体性好，但构 造复杂，用钢量大，施工麻烦（制孔、打铆），打铆 时噪音大，劳动条件差，目前已极少采用，几乎被焊 接或高强度螺栓连接代替。
拉力螺栓 —— 受力平行螺杆，螺杆承拉。 连接件有脱开趋势。
剪 力 螺 栓
2009.11 长沙
拉 力 螺 栓
中南大学桥梁工程系
第5章 钢结构的紧固件连接
<2> 高强度螺栓分类
按材质 分类
螺栓强度等级 8.8 级 10.9 级
螺栓采用钢材 45号钢，40B钢 20MnTiB钢，35VB钢
按受力状况分类
精度 要求高
目前 应用 减少
A级B级区别：仅尺寸不同，A级d≤24，L ≤ 150mm；B级d＞24，L＞150mm
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第5章 钢结构的紧固件连接
（2） 螺栓孔的类别
I 类孔：孔壁粗糙度小，孔径偏差允许 + 0.25mm，对 应A、B级螺栓 II类孔：孔壁粗糙度大，孔径偏差允许 + 1mm，对应C 级螺栓