螺栓連接計(jì)算

1、1三、螺栓連接的構(gòu)造和計(jì)算(一)螺栓的種類螺栓的種類在鋼結(jié)構(gòu)中應(yīng)用的螺栓有普通螺栓和高強(qiáng)度螺栓兩大類。普通螺栓又分A級(jí)、B級(jí)(精制螺栓)和C級(jí)(粗制螺栓)兩種。高強(qiáng)度螺栓按連接方式分為摩擦型連接和承壓型連接兩種。此外，還有用于鋼屋架和鋼筋混凝土柱或鋼筋混凝土基礎(chǔ)處的錨固螺栓(簡(jiǎn)稱錨栓)。A、B級(jí)螺栓采用5.6級(jí)和8.8級(jí)鋼材，C級(jí)螺栓采用4.6級(jí)和4.8級(jí)鋼材。高強(qiáng)度螺栓采用8.8級(jí)和10.9級(jí)鋼材。10.9級(jí)中10表示鋼材抗拉極限強(qiáng)度

2、為fu=1000N／mm2，0.9表示鋼材屈服強(qiáng)度f(wàn)y=0.9fu，其他型號(hào)以此類推。錨栓采用Q235或Q345鋼材。A級(jí)、B級(jí)螺栓(精制螺栓)由毛坯經(jīng)軋制而成，螺栓桿表面光滑，尺寸較準(zhǔn)確，螺孔需用鉆模鉆成，或在單個(gè)零件上先沖成較小的孔，然后在裝配好的構(gòu)件上再擴(kuò)鉆至設(shè)計(jì)孔徑(稱I類孔)。螺桿的直徑與孔徑間的空隙甚小，只容許0.3mm左右，安裝時(shí)需輕輕擊人孔，既可受剪又可受拉。但A級(jí)、B級(jí)螺栓(精制螺栓)制造和安裝都較費(fèi)工，價(jià)格昂貴，在鋼

3、結(jié)構(gòu)中只用于重要的安裝節(jié)點(diǎn)處，或承受動(dòng)力荷載的既受剪又受拉的螺栓連接中。C級(jí)螺栓(粗制螺栓)用圓鋼輥壓而成，表面較粗糙，尺寸不很精確，其螺孔制作是一次沖成或不用鉆模鉆成(稱Ⅱ類孔)，孔徑比螺桿直徑大12mm，故在剪力作用下剪切變形很大，并有可能個(gè)別螺栓先與孔壁接觸，承受超額內(nèi)力而先遭破壞。由于c級(jí)螺栓(粗制螺栓)制造簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，安裝方便，常用于各種鋼結(jié)構(gòu)工程中，特別適宜于承受沿螺桿軸線方向受拉的連接、可拆卸的連接和臨時(shí)固定構(gòu)件用安裝

4、連接中。如在連接中有較大的剪力作用時(shí)，考慮到這種螺栓的缺點(diǎn)而改用支托等構(gòu)造措施以承受剪力，讓它只受拉力以發(fā)揚(yáng)它的優(yōu)點(diǎn)。C級(jí)螺栓亦可用于承受靜力荷載或間接動(dòng)力荷載的次要連接中作為受剪連接。對(duì)直接承受動(dòng)力荷載的螺栓連接應(yīng)使用雙螺帽或其他能防止螺栓松動(dòng)的有效措施。(二)普通螺栓的計(jì)算和構(gòu)造普通螺栓的計(jì)算和構(gòu)造1普通螺栓連接的工作性能和破壞情況普通螺栓連接按螺栓傳力方式，可分為受拉螺栓、受剪螺栓和受拉兼受剪螺栓三種。當(dāng)外力垂直于螺桿時(shí)，該螺栓為

5、剪力螺栓。當(dāng)外力平行于螺桿時(shí)，該螺栓為拉力螺栓。(1)受剪螺栓的工作性能精制螺栓受剪力作用后，螺桿與孔壁接觸產(chǎn)生擠壓力，同時(shí)螺桿本身承受剪切力。粗制螺栓則因孔徑大，開(kāi)始受力時(shí)螺桿與孔壁并不接觸，待外力超過(guò)構(gòu)件間的摩擦力(很小)而產(chǎn)生滑移后，螺桿才與孔壁接觸。螺栓連接受力后的工作性能與鋼材(或焊縫)相似，經(jīng)過(guò)彈性工作階段，屈服階段，強(qiáng)化階段而后進(jìn)人破壞階段。精制螺栓(或高強(qiáng)度螺栓)的這幾個(gè)階段比較明顯，粗制螺栓的這幾個(gè)階段則不明顯。受剪螺

6、栓連接破壞時(shí)可能出現(xiàn)五種破壞形式：1)螺桿剪斷；2)孔壁擠壓(或稱承壓)破壞；3)鋼板被拉斷；4)鋼板端部或孔與孔間的鋼板被剪壞；5)螺栓桿彎曲破壞。這五種破壞形式，無(wú)論哪一種先出現(xiàn)，整個(gè)連接就破壞了。所以設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)控制不出現(xiàn)任何一種破壞形式。通常對(duì)前面三種可能出現(xiàn)的破壞情況，通過(guò)計(jì)算來(lái)防止，而后兩種情況則用構(gòu)造限制加以保證。對(duì)孔與孔間或孔與板端的鋼板剪壞，是用限制孔與孔間或孔與板端的最小距離防止。對(duì)于螺栓桿彎曲損壞則用限制橋疊厚度不超過(guò)

7、l≤5d(d為螺栓直徑)來(lái)防止。3≤η(15332)nNbNmin式中一一只螺栓抗剪或承壓設(shè)計(jì)承載能力的較小值。bNminη——剪力螺栓承載力折減系數(shù)，當(dāng)l1≤15d0時(shí)，η=115d0≤l1≤60d0時(shí)η=1.101150dll160d0時(shí)η=0.7l1——螺栓沿軸向受力方向的連接長(zhǎng)度d0——螺栓的孔徑式(15332)也可以改寫為求需要的螺栓數(shù)，即n=(15333)bNNmin?由于螺栓孔削弱了構(gòu)件截面，應(yīng)驗(yàn)算凈截面強(qiáng)度σ=≤fnAN

8、式中N軸向力；An——凈截面面積；f鋼材設(shè)計(jì)強(qiáng)度。當(dāng)螺栓并列時(shí)An=A—n1d0t4拉力螺栓群在彎矩M作用下計(jì)算在彎矩作用下構(gòu)件繞底排螺栓轉(zhuǎn)動(dòng)，螺栓最大受力為：N1=≤(15—3—36)：?21iyMybtN式中Yi——各螺栓到A點(diǎn)距離；Y1Yi中的最大值；—一個(gè)受拉螺栓的承載力，按式(15331)計(jì)算。btN5螺栓排列的構(gòu)造要求螺栓在構(gòu)件上的排列(普通螺栓，高強(qiáng)度螺栓，鉚釘?shù)呐帕芯嗤?常采用并列和錯(cuò)列兩種形式。螺栓排列時(shí)應(yīng)考慮下列要