钢结构螺栓连接讲解
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好
螺杆与栓孔直径之差为 1.5～3mm
较差
价格高
价格经济
构件精度很高的结构（机械 沿螺栓杆轴受拉的连接；次
结构）；在钢结构中很少采 要的抗剪连接；安装的临时
用
固定
钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure
3.6.1 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。
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： 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。
型钢构件拼接采用高强螺栓连接时，为保证接触面紧密， 应采用钢板而不能采用型钢作为拼接件；
端距
根据的螺栓最大、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。
钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure
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；
钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure
3.6.2 单个普通螺栓的连接
螺栓连接的受力形式分为：只受剪力（螺栓杆垂直于力
线），只受拉力（螺栓杆平行于力线）。有时受剪力和拉
N
FF
N
N
N
N
A 只受剪力
B 只受拉力
钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure
的关系曲线,该曲线清楚的揭示了抗剪 螺栓受力的四个阶段
(1) 摩擦传力的弹性阶段(0~1段)
N/2 N/2 a
直线段—连接处于弹性状态；
N
该阶段较短—摩擦力较小。
(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 间的间隙，表现在曲线上为水平段。
钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure
3.6 普通螺栓连接的构造和计算
代号 强度等级 加工方式 加工精度
抗剪性能 经济性能
用途
精制螺栓
粗制螺栓
A级和B级
C级
5.6级和8.8级
4.6级和4.8级
车床上经过切削而成
单个零件上一次冲成
螺杆与栓孔直径之差为 0.25～0.5mm
钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure
螺栓符号
常用螺栓直径为d=16，20，24mm，用M表示，如M16。 螺栓孔为d0=d+1.5～3mm M12、 M16大1.5mm， M18、 M20 、 M22 、M24大2mm， M27、 M30大3mm
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。
因此规范从受力的角度规定了最大和最小容许间距
端距过小, 冲切破坏
中心距太大
钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure
（2）构造要求 若栓距及线距过大，则构件接触面不够紧密，潮 气易侵入缝隙而发生锈蚀。规范规定了螺栓的最大容许间距。
3.5 螺栓连接
钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure
1. 普通螺栓连接
代号 强度等级 加工方式 加工精度
抗剪性能 经济性能
用途
精制螺栓
粗制螺栓
A级和B级
C级
5.6级和8.8级
4.6级和4.8级
车床上经过切削而成
单个零件上一次冲成
螺杆与栓孔直径之差为 0.25～0.5mm
（3）施工要求 要保证有一定的空间，以便转动扳手，拧紧螺母。 因此规范规定了螺栓的最小容许间距。
1.5d0 1.5d0
3d0
线距
边距
边距
3d0
1.5d0
(1.2d0)
1.5d0
2d0 端距
2d0
端距
钢结构设计原理
2d0 3d0 3d0 2d0
端距
中距
Design Principles of Steel Structure
好
螺杆与栓孔直径之差为 1.5～3mm
较差
价格高
价格经济
构件精度很高的结构（机械 沿螺栓杆轴受拉的连接；次
结构）；在钢结构中很少采 要的抗剪连接；安装的临时
用
固定
钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure
2. 高强度螺栓连接 高强度螺栓是高强螺杆和配套螺母的合称。
图7.6.1 螺栓的排列方式 并列比较简单整齐，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。
钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure
(1)受力要求
a）端距限制——防止孔端钢板剪断，≥2d0 （顺力方向）；
C 剪力和拉力共 同作用
抗剪连接——板件之间有相互错动的趋势 抗拉连接——板件之间有相互脱开的趋势
抗剪连接
抗拉连接
钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure
1. 单个螺栓受剪连接的工作性能
N
对图示螺栓连接做抗剪试验,即可得到
板件上a、b两点相对位移δ和作用力N
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
钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure
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
传力机理 栓孔直径
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
允许接触面滑移，依靠螺栓杆 和螺孔之间的承压来传力
＝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
螺杆与栓孔直径之差为 1.5～3mm
较差
价格高
价格经济
构件精度很高的结构（机械 沿螺栓杆轴受拉的连接；次
结构）；在钢结构中很少采 要的抗剪连接；安装的临时
用
固定
钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure
3.6.1 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。
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： 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。
型钢构件拼接采用高强螺栓连接时，为保证接触面紧密， 应采用钢板而不能采用型钢作为拼接件；
端距
根据的螺栓最大、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。
钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure
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；
钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure
3.6.2 单个普通螺栓的连接
螺栓连接的受力形式分为：只受剪力（螺栓杆垂直于力
线），只受拉力（螺栓杆平行于力线）。有时受剪力和拉
N
FF
N
N
N
N
A 只受剪力
B 只受拉力
钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure
的关系曲线,该曲线清楚的揭示了抗剪 螺栓受力的四个阶段
(1) 摩擦传力的弹性阶段(0~1段)
N/2 N/2 a
直线段—连接处于弹性状态；
N
该阶段较短—摩擦力较小。
(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 间的间隙，表现在曲线上为水平段。
钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure
3.6 普通螺栓连接的构造和计算
代号 强度等级 加工方式 加工精度
抗剪性能 经济性能
用途
精制螺栓
粗制螺栓
A级和B级
C级
5.6级和8.8级
4.6级和4.8级
车床上经过切削而成
单个零件上一次冲成
螺杆与栓孔直径之差为 0.25～0.5mm
钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure
螺栓符号
常用螺栓直径为d=16，20，24mm，用M表示，如M16。 螺栓孔为d0=d+1.5～3mm M12、 M16大1.5mm， M18、 M20 、 M22 、M24大2mm， M27、 M30大3mm
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。
因此规范从受力的角度规定了最大和最小容许间距
端距过小, 冲切破坏
中心距太大
钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure
（2）构造要求 若栓距及线距过大，则构件接触面不够紧密，潮 气易侵入缝隙而发生锈蚀。规范规定了螺栓的最大容许间距。
3.5 螺栓连接
钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure
1. 普通螺栓连接
代号 强度等级 加工方式 加工精度
抗剪性能 经济性能
用途
精制螺栓
粗制螺栓
A级和B级
C级
5.6级和8.8级
4.6级和4.8级
车床上经过切削而成
单个零件上一次冲成
螺杆与栓孔直径之差为 0.25～0.5mm
（3）施工要求 要保证有一定的空间，以便转动扳手，拧紧螺母。 因此规范规定了螺栓的最小容许间距。
1.5d0 1.5d0
3d0
线距
边距
边距
3d0
1.5d0
(1.2d0)
1.5d0
2d0 端距
2d0
端距
钢结构设计原理
2d0 3d0 3d0 2d0
端距
中距
Design Principles of Steel Structure
好
螺杆与栓孔直径之差为 1.5～3mm
较差
价格高
价格经济
构件精度很高的结构（机械 沿螺栓杆轴受拉的连接；次
结构）；在钢结构中很少采 要的抗剪连接；安装的临时
用
固定
钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure
2. 高强度螺栓连接 高强度螺栓是高强螺杆和配套螺母的合称。
图7.6.1 螺栓的排列方式 并列比较简单整齐，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。
钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure
(1)受力要求
a）端距限制——防止孔端钢板剪断，≥2d0 （顺力方向）；
C 剪力和拉力共 同作用
抗剪连接——板件之间有相互错动的趋势 抗拉连接——板件之间有相互脱开的趋势
抗剪连接
抗拉连接
钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure
1. 单个螺栓受剪连接的工作性能
N
对图示螺栓连接做抗剪试验,即可得到
板件上a、b两点相对位移δ和作用力N
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
钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure
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
传力机理 栓孔直径
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
允许接触面滑移，依靠螺栓杆 和螺孔之间的承压来传力
＝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