钢结构基本原理-焊接 2018/6/4 圈上海文大华 第三节螺栓连接 Bolted Connection 第六章钢结构的连接 Connections 普通螺栓 高强螺栓 H 3.1.1.种类与构造 3.1普通螺栓 种类：A、B、C级 common bolts or machine bolts C级： Q235,粗制螺栓，Ⅱ类孔 A、B级：45号或35号钢，精制螺栓， I类孔 A级： d≤24mm且L≤150mm B级：d>24mmm减L>150mm I类孔+0.18~0.25mm;Ⅱ类孔：+1.52.0mm 国 构造 国 .1.2.受力性能与单栓承载力 f仟件 十十+ ++十+++ 受力形式： 受剪 受拉 ) 受力要求： 拉剪 受拉（端部）、受压 使用要求： 端距、边距、线距、栓距： 保证密封性 最大与最小限值 施工要求： 保证施工空间 1
钢结构基本原理-焊接 2018/6/4 1 第六章 钢结构的连接 Connections 第三节 螺栓连接 Bolted Connection 普通螺栓 高强螺栓 3.1 普通螺栓 common bolts or machine bolts 3.1.1. 种类与构造 种类: A、B、C级 C级： Q235，粗制螺栓，Ⅱ类孔 A、B级： 45号或35号钢，精制螺栓， Ⅰ类孔 A级： B级： Ⅰ类孔+0.18～0.25mm; Ⅱ类孔: +1.5～2.0mm d mm L mm 24 150 且 d mm L mm 24 150 或 构造 端距、边距、线距、栓距： 最大与最小限值 受力要求： 受拉（端部）、受压 使用要求： 保证密封性 施工要求： 保证施工空间 3.1.2. 受力性能与单栓承载力 受力形式： 受剪 受拉 拉剪
钢结构基本原理-焊接 2018/6/4 抗剪螺栓一5种破坏形式与对策 国 抗剪螺栓一单栓承载力 计算假定：各螺栓平均受力，长连接折减 螺栓杆抗剪：心=n年户 rd2 n为剪切面数 孔壁承压：N=d∑f 计算：螺栓杆剪断，孔壁承压，钢板拉断 实际承载力：Naa=min(N,N) 构造：钢板剪断，螺栓杆弯曲 抗拉螺栓一撬力与强度 抗拉螺栓一单栓承载力 抗拉螺栓：N炉_ 4 f=0.8f 3.1.3.抗剪螺栓群的计算 国 抗剪螺栓群的计算一轴力 111 受力形式： 螺栓：单侧个数 轴心力 n=N/N 123 扭矩 扭、剪、轴力共同作用 钢板： 号学 =N1An≤f国 2
钢结构基本原理-焊接 2018/6/4 2 抗剪螺栓－5种破坏形式与对策 计算：螺栓杆剪断，孔壁承压，钢板拉断 构造：钢板剪断，螺栓杆弯曲 抗剪螺栓－单栓承载力 计算假定：各螺栓平均受力，长连接折减 2 min 4 min , b b v v v v b b c c b b b v c d N n f n N d tf N N N 螺栓杆抗剪： 为剪切面数 孔壁承压： 实际承载力： 抗拉螺栓－单栓承载力 2 4 b b e t t d N f 抗拉螺栓： 抗拉螺栓－撬力与强度 0.8 b t f f 3.1.3. 抗剪螺栓群的计算 受力形式： 轴心力 扭矩 扭、剪、轴力共同作用 抗剪螺栓群的计算－轴力 螺栓：单侧个数 钢板： min / b n N N / N A f n
钢结构基本原理-焊接 2018/6/4 钢板净截面验算 抗剪螺栓群的计算一扭矩作用 ++ 板 抗剪螺栓群的计算一扭矩验算 抗剪螺栓群的计算一扭、剪、轴 计算假定：刚体转动 验算（最不利位置螺栓1）： 4+14 NI=Tr/∑≤ 、 when:>3x, N=y/∑≤Nm 抗剪螺栓群的计算一扭、剪、轴 抗剪螺栓群的计算一扭、剪、轴 计算方法：分别计算，叠加 受力： 验算： Nis =VIn Ny =NIn N=/∑(x+) N=N+N(N+N) =x∑(g+) ≤Nhn 3
钢结构基本原理-焊接 2018/6/4 3 钢板净截面验算 抗剪螺栓群的计算－扭矩作用 抗剪螺栓群的计算－扭矩验算 计算假定：刚体转动 验算（最不利位置螺栓1）： 2 1 1 min / T b N Tr r N i 1 1 2 1 1 min when : 3 , / T b i y x N Ty y N 抗剪螺栓群的计算－扭、剪、轴 抗剪螺栓群的计算－扭、剪、轴 计算方法：分别计算，叠加 受力： 1 1 2 2 1 1 2 2 1 1 / / / ( ) / ( ) V N y x T x i i T y i i N V n N N n N Ty x y N Tx x y 抗剪螺栓群的计算－扭、剪、轴 验算： 2 2 1 1 1 1 1 min T N T V x x y y b N N N N N N
钢结构基本原理-焊接 2018/6/4 国 轴力及扭、剪、轴共同作用例题 3.1.4.抗拉螺栓群的计算 陈P240,例题7-10 受力形式： 计算步骤： 1.单栓承载力确定 轴心力 2.各项受力分别计算 弯矩 弯矩、轴力共同作用 3.叠加，验算螺栓 4.验算净截面 注意：受力相对于蝶栓群形心： 表达要规范 抗拉螺栓群的计算一轴力 抗拉螺栓群的计算一弯矩作用 螺栓：个数 N-M n=N/N 计算假定： 刚体转动（注意转动中心位置：下） 国 抗拉螺栓群的计算一弯矩、轴力 抗拉螺栓群的计算一弯矩验算 小偏心：叠加 计算假定： 验算： +Ne ,≤N 刚体转动 n (注意转动中心 位置：中) NM=M ≤N -e当20 ∑ m∑y 4
钢结构基本原理-焊接 2018/6/4 4 轴力及扭、剪、轴共同作用例题 陈P240，例题7-10 计算步骤： 1. 单栓承载力确定 2. 各项受力分别计算 3. 叠加，验算螺栓 4. 验算净截面 注意：受力相对于螺栓群形心； 表达要规范 3.1.4. 抗拉螺栓群的计算 受力形式： 轴心力 弯矩 弯矩、轴力共同作用 抗拉螺栓群的计算－轴力 螺栓：个数 / b n N N t 抗拉螺栓群的计算－弯矩作用 计算假定： 刚体转动(注意转动中心位置：下排) 1 1 2 M i y N M m y 抗拉螺栓群的计算－弯矩验算 验算： 1 1 2 M b t i y N M N m y 抗拉螺栓群的计算－弯矩、轴力 小偏心：叠加 1 max 2 1 min 2 0 b t i i N y N Ne N n y N y N Ne n y 1 2 min 2 0 / ( ) i n i N y N Ne e y ny n y 计算假定： 刚体转动 (注意转动中心 位置：中排)
钢结构基本原理-焊接 2018/6/4 国 抗拉螺栓群的计算一弯矩、轴力 大偏心受拉例题 大偏心： 沈P257,例题8-11 计算假定： 刚体转动（注意转动中心位置：下排） 3.1.5.同时抗剪、抗拉的螺栓群 国 同时抗剪、抗拉螺栓群的计算 示例： 计算方法：分别计算，叠加 验算（分别针对蝶栓杆和孔壁）： ++ + N,≤Ng 作业： 普通螺栓计算小结： 1.单栓承载力确定 陈P268,7.14(弯、剪) 2.一般：各项受力分别计算 7.17(扭、剪) 3.叠加，验算螺栓 5
钢结构基本原理-焊接 2018/6/4 5 抗拉螺栓群的计算－弯矩、轴力 大偏心： 1 max 2 b t i y N M Ne N y 计算假定： 刚体转动(注意转动中心位置：下排) 大偏心受拉例题 沈P257，例题8-11 3.1.5. 同时抗剪、抗拉的螺栓群 示例： 同时抗剪、抗拉螺栓群的计算 计算方法：分别计算，叠加 验算（分别针对螺栓杆和孔壁）： 2 2 1 v t b b v t b v c N N N N N N 普通螺栓计算小结： 1. 单栓承载力确定 2. 一般：各项受力分别计算 3. 叠加，验算螺栓 作业： 陈P268，7.14（弯、剪） 7.17（扭、剪）
钢结构基本原理-焊接 2018/6/4 国 3.2.1.种类与受力性能 等级 10.9级，8.8级 3.2高强度螺栓 抗拉强度/100，屈强比 High-strength bolts 原理与分类 摩擦型：承压型：抗拉型 设计预拉力的确定： 预拉力的施加： 扭矩法 P=0.9×0.9×0.9fA11.2 转角法 扭剪法（扭掉梅花头） =0.608fA 同时受扭：/1.2 超张拉×0.9 抗力变异×0.9 122 10.8 154 极限抗拉强度附加安全系数×0.9 22 国 构造（原理与普通螺栓同） 要性西单感 f件件 关于摩擦面抗滑移系数 ++++++ ++++ 由摩擦面处理方法确定 ++++ 5) 受力要求 使用要求 →端距、边距、线距、栓距 施工要求) 6
钢结构基本原理-焊接 2018/6/4 6 3.2 高强度螺栓 High-strength bolts 3.2.1. 种类与受力性能 等级 10.9级，8.8级 抗拉强度/100，屈强比 原理与分类 摩擦型；承压型；抗拉型 预拉力的施加： 扭矩法 转角法 扭剪法（扭掉梅花头） 设计预拉力的确定： 0.9 0.9 0.9 /1.2 0.608 u e u e P f A f A 同时受扭：/1.2 超张拉 0.9 抗力变异 0.9 极限抗拉强度附加安全系数 0.9 关于摩擦面抗滑移系数 由摩擦面处理方法确定 构造（原理与普通螺栓同） 端距、边距、线距、栓距 限值 受力要求 使用要求 施工要求
钢结构基本原理-焊接 2018/6/4 3.2.2.高强度螺栓的单栓承载力 抗剪一单栓承载力 抗剪承载力 摩擦型 抗拉承载力 N:=agknyuuP ”,为摩擦面数 口，为抗力分项系数的倒数 取值：0.9orQ.8 for sheet steel) k:标准孔取1.0，大圆孔、长圆孔见规范 承压型：与普通螺栓同 3.2.3.抗剪螺栓群的计算 抗拉一单栓承载力 承载力计算： 受力形式： 轴心力 N=0.8P 扭矩 扭、剪、轴力共同作用 抗剪螺栓群的计算一轴力 孔前传力 螺栓：单侧个数（摩擦型或承压型） 123 n=NIN: +++ 钢板：承压型与普通螺栓同 摩擦型，净截面受力（孔前传力） N=N1-0.5 n 7
钢结构基本原理-焊接 2018/6/4 7 3.2.2. 高强度螺栓的单栓承载力 抗剪承载力 抗拉承载力 抗剪－单栓承载力 R 0.9(or 0.8 for sheet steel) 1.0 fR b v f n k N kn P 为摩擦面数 为抗力分项系数的倒数 取值： ：标准孔取 ，大圆孔、长圆孔见规范 摩擦型 承压型：与普通螺栓同 抗拉－单栓承载力 0.8 b N P t 承载力计算： 3.2.3. 抗剪螺栓群的计算 受力形式： 轴心力 扭矩 扭、剪、轴力共同作用 抗剪螺栓群的计算－轴力 螺栓：单侧个数（摩擦型或承压型） 钢板：承压型与普通螺栓同 摩擦型，净截面受力（孔前传力） / b v n N N 孔前传力 ' 1 1 0.5 n N N n
钢结构基本原理-焊接 2018/6/4 国 高强度螺栓受剪例题 抗剪螺栓群的计算一扭、剪、轴 陈P248,例题7-12（摩擦型、承压型） V- M. T 444 1.两种类型计算与比较 *十 2.钢板净截面抗拉强度验算 方法与普通螺栓同 3.2.4.抗拉螺栓群的计算 受力形式： 抗拉螺栓群的计算一轴力 轴心力 弯矩 弯矩、轴力共同作用 与普通螺栓同 抗拉螺栓群的计算一弯矩作用 国 抗拉螺栓群的计算一弯矩验算 验算（与普通蝶栓形同意不同： N"=M,≤ my 与普通蝶栓不同 8
钢结构基本原理-焊接 2018/6/4 8 高强度螺栓受剪例题 陈P248，例题7-12（摩擦型、承压型） 1. 两种类型计算与比较 2. 钢板净截面抗拉强度验算 抗剪螺栓群的计算－扭、剪、轴 方法与普通螺栓同 3.2.4. 抗拉螺栓群的计算 受力形式： 轴心力 弯矩 弯矩、轴力共同作用 抗拉螺栓群的计算－轴力 与普通螺栓同 抗拉螺栓群的计算－弯矩作用 与普通螺栓不同 抗拉螺栓群的计算－弯矩验算 验算（与普通螺栓形同意不同）： 1 1 2 M b t i y N M N m y
钢结构基本原理-焊接 2018/6/4 抗拉螺栓群的计算一弯矩、轴力 3.2.5.同时承受剪力和拉力 的螺栓群的计算 验算：叠加 受力计算：分别计算，叠加 同时抗剪、抗拉螺栓群的验算 同时抗剪、抗拉螺栓群的计算 受力：承压型 摩擦型 N+≤1 2 N. N Nb N,≤N/1.2 t 1.2为压力减小折减系数 拉、剪共同作用例题 螺栓计算小结 陈P253,例题7-13 普通螺栓与高强度螺栓计算的基本方法 计算步骤： √计算步骤，前述，相同 1.单栓承载力确定 √两类螺栓单栓承载力不同 2.各项受力分别计算 √抗弯假定不同（转动中心位置） 3.验算螺栓 √净截面验算不同 4.例题按两种类型分别计算，摩擦型为 常规做法 9
钢结构基本原理-焊接 2018/6/4 9 抗拉螺栓群的计算－弯矩、轴力 验算：叠加 3.2.5.同时承受剪力和拉力 的螺栓群的计算 受力计算：分别计算，叠加 同时抗剪、抗拉螺栓群的验算 摩擦型 1 v t b b v t N N N N 同时抗剪、抗拉螺栓群的计算 受力：承压型 2 2 1 /1.2 v t b b v t b v c N N N N N N 1.2为压力减小折减系数 拉、剪共同作用例题 陈P253，例题7-13 计算步骤： 1.单栓承载力确定 2.各项受力分别计算 3.验算螺栓 4.例题按两种类型分别计算，摩擦型为 常规做法 螺栓计算小结 普通螺栓与高强度螺栓计算的基本方法 计算步骤,前述,相同 两类螺栓单栓承载力不同 抗弯假定不同（转动中心位置） 净截面验算不同
钢结构基本原理-焊接 2018/6/4 国 作业： g陈P304,7.15 10
钢结构基本原理-焊接 2018/6/4 10 作业： 陈P304，7.15