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、B級(精制螺栓)和C級(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(簡稱錨栓)。A、B級螺栓采用5.6級和8.8級鋼材，C級螺栓采用4.6級和4.8級鋼材。高強(qiáng)度螺栓采用8.8級和10.9級鋼材。10.9級中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fy=0.9fu，其他型號以此類推。錨栓采用Q235或Q345鋼材。A級、B級螺栓(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，安裝時需輕輕擊人孔，既可受剪又可受拉。但A級、B級螺栓(精制螺栓)制造和安裝都較費(fèi)工，價格昂貴，在鋼

3、結(jié)構(gòu)中只用于重要的安裝節(jié)點(diǎn)處，或承受動力荷載的既受剪又受拉的螺栓連接中。C級螺栓(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級螺栓(粗制螺栓)制造簡單，價格便宜，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，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級螺栓亦可用于承受靜力荷載或間接動力荷載的次要連接中作為受剪連接。對直接承受動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，該螺栓為

5、剪力螺栓。當(dāng)外力平行于螺桿時，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，同時螺桿本身承受剪切力。粗制螺栓則因孔徑大，開始受力時螺桿與孔壁并不接觸，待外力超過構(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)的這幾個階段比較明顯，粗制螺栓的這幾個階段則不明顯。受剪螺

6、栓連接破壞時可能出現(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，無論哪一種先出現(xiàn)，整個連接就破壞了。所以設(shè)計(jì)時應(yīng)控制不出現(xiàn)任何一種破壞形式。通常對前面三種可能出現(xiàn)的破壞情況，通過計(jì)算來防止，而后兩種情況則用構(gòu)造限制加以保證。對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。對于螺栓桿彎曲損壞則用限制橋疊厚度不超過

7、l≤5d(d為螺栓直徑)來防止。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，η=115d0≤l1≤60d0時η=1.101150dll160d0時η=0.7l1——螺栓沿軸向受力方向的連接長度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，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?常采用并列和錯列兩種形式。螺栓排列時應(yīng)考慮下列要