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* 第3章 连 接 Chapter 3 Connections 钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure 第3章 连 接Chapter 3 Connections 焊缝连接 螺栓连接 主要内容 钢结构的连接 对接焊缝的构造和计算 角焊缝的构造和计算 普通螺栓的构造和计算 高强度螺栓的构造和计算 螺栓的排列和构造要求 普通螺栓的受剪连接 普通螺栓的受拉连接 剪－拉螺栓群的计算 C级 A级和B级 分类 4.6级和4.8级 5.6级和8.8级 强度等级 沿螺栓杆轴受拉的连接；次要的抗剪连接；安装的临时固定 构件精度很高的结构（机械结构）；在钢结构中很少采用 用途 价格经济 价格高 经济性能 抗剪差、抗拉好 抗剪抗拉均好 受力特点 螺杆与栓孔直径之差为 1.5～3mm 螺杆与栓孔直径之差为 0.25～0.5mm 加工精度 单个零件上一次冲成 车床上经过切削而成 加工方式 粗制螺栓 精制螺栓 螺栓规格 §3.5 普通螺栓连接的构造和计算 注：A、B两级的区别只是尺寸不同。 A级用于d≤24mm, l≤150mm的螺栓，B级用于d24mm, l150mm 螺栓。 §3.5 普通螺栓连接的构造和计算 常用螺栓直径为d=16，20，24mm，用M表示，如M16。 螺栓符号 螺栓孔为d0=d+1.5～3mm M12、 M16大1.5mm， M18、 M20 、 M22 、M24大2mm， M27、 M30大3mm 3.5.1 螺栓的排列和构造要求 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。 图3.5.1 螺栓的排列方式 1.螺栓的排列 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。 §3.5 普通螺栓连接的构造和计算 (1)受力要求 下限：防止孔间板破裂≥3d0 上限：防止板间张口和鼓曲。 b）螺孔中心距限制 a）端距限制——防止孔端钢板剪断，≥2d0 ； 中心距太大 2d 端距过小 （2）构造要求 螺栓的中距及边距过大，则构件接触面不够紧密，潮气易侵入缝隙而发生锈蚀。 （3）施工要求 要保证有一定的空间，以便转动扳手，拧紧螺母。 §3.5 普通螺栓连接的构造和计算 端距 边距 1.5d0 (1.2d0) 2d0 2d0 1.5d0 3d0 端距 端距 端距 中距 边距 线距 3d0 2d0 3d0 1.5d0 1.5d0 3d0 3d0 2d0 边距 根据规范规定（P86表3.5.1）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。 §3.5 普通螺栓连接的构造和计算 §3.5 普通螺栓连接的构造和计算 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； 2.螺栓的其它构造要求 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。 沿杆轴方向受拉螺栓连接的端板，应适当加大刚度，以减小撬力对螺栓抗拉承载力的不利影响。 §3.5 普通螺栓连接的构造和计算 3.5.2 普通螺栓的受剪连接 螺栓连接的受力形式分为：只受剪力，只受拉力。有时受剪力和拉力的共同作用。 F N F A 剪力螺栓 B 拉力螺栓 C 剪力和拉力共同作用 受力垂直螺杆，承剪、承压。 连接件有错动趋势 受力平行螺杆，承拉 连接件有脱开趋势 §3.5 普通螺栓连接的构造和计算 N δ O 1 2 3 4 N N a b N N/2 N/2 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与作用力N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. 受剪连接的工作性能 (1) 摩擦传力的弹性阶段(0~1段) 直线段—连接处于弹性状态； 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。 抗剪螺栓连接受力后，首先由构件间的摩擦力来传递外力。当外力增大超过极限摩擦力后，构件间相对滑移，螺杆开始接触构件的孔壁而受剪，孔壁