1 普通螺栓
普通螺栓又分A 、B 、C 三级。A 级：杆径d ≤24mm，杆长l ≤150mm和10d ；B 级：杆径d ＞24mm ，杆长l ＞150mm 和10d 。A 、B 级（精制螺栓）：栓杆由车床加工而成，表面光滑，尺寸准确，用Ⅰ类孔。其材料性能等级为8.8级.制作安装复
杂,价格较高,很少采用。（）C 级（粗制螺栓）：用未加工的圆钢制成，尺寸不够精确，、只需Ⅱ类孔。其材料性能等级为4.6级或4.8.抗剪连接变形大,但安装方便,能有效地传递拉力,故多用于抗拉连或安装时的临时固定.
注意:Ⅰ类孔：孔精确对准，内壁光滑，孔轴垂直于被连接
板，钻孔,0.3～0.5mm
Ⅱ类孔：达不到Ⅰ类孔要求的，冲孔 1.5～3mm
=-d d 0=-d d 2/800mm N f u
≥8.0/=u y f f 3.6 螺栓连接的构造
3.6.1 螺栓分类
2高强螺栓
按材料性能等级可分为：8.8级（）10.9级（）
按计算、设计方法又可分为：
摩擦型连接——只靠挤压力产生的摩擦阻力传递剪力,并以剪力不超过摩擦阻力(不允许接触面滑移)作为设计准则.剪切变形小,耐疲劳,特别适于承受动力荷载的结构. 1.5-2.0mm 。
承压型连接——允许接触面滑移,以连接达到破坏的极限承载力作为设计准则.其承载力高于摩擦型,连接紧凑,但剪切变形比摩擦型大，故不得用于承受动力荷载的结构。 1.0-1.5mm 。
=-d d 0=-d d 0
8.0/=u y f f 2/800mm N f u
≥9.0/=u y f f 2/1000mm N f u
≥ 3.6.1 螺栓分类
3.6.2 螺栓的排列
螺栓的排列可分为：并列和错列两种形式。
3.6.3螺栓排列时应考虑的因数
1．受力要求：对于受拉构件，螺栓的栓距和线距过小时，对钢板截面削弱太多，构件有可能沿直线或折线发生净截面破坏，两螺栓孔间的钢材被剪坏。对于受压构件，沿作用力方向螺栓间距过大，被连接的板件间容易发生凸曲现象。
2．构造要求：若栓距和线距过大，则构件接触面不够紧密，潮气易于侵入缝隙而产生腐蚀。
3．施工要求：为便于转动螺栓扳手，就要保证一定的作业空间。
3.6.4 螺栓连接的构造要求
螺栓连接除了满足上述螺栓排列的容许距离外，根据不同情况尚应满足下列构造要求：
(1)为了使连接可靠，每一杆件在节点上以及拼接接头的一端，永久性螺栓数不宜少于两个。但根据实践经验，对于组合构件
的缀条，其端部连接可采用一个螺栓。
(2)对直接承受动力荷载的普通螺栓连接应采用双螺帽或其他防止螺帽松动的有效措施。例如采用弹簧垫圈，或将螺帽和螺
杆焊死等方法。
3.6.4 螺栓连接的构造要求
(3)由于C级螺栓与孔壁有较大间隙，只宜用于沿其杆轴方向
受拉的连接。承受静力荷载结构的次要连接、可拆卸结构的连接和临时固定构件用的安装连接中，也可用C级螺栓受剪。但
在重要的连接中，例如：制动梁或吊车梁上冀缘与柱的连接，由于传递制动梁的水平支承反力，同时受到反复动力荷载作用，不得采用C级螺栓。柱间支撑与柱的连接，以及在柱间支撑处
吊车梁下翼缘的连接，承受着反复的水平制动力和卡轨力，应优先采用高强度螺栓。
(4)当型钢构件的拼接采用高强度螺栓连接时，由于型钢的抗弯刚度较大，不能保证摩擦面紧密贴合，故不能用型钢作为拼接件，而应采用钢板。
(5)在高强度螺栓连接范围内，构件接触面的处理方法应在施工图中说明。
3.7 普通螺栓连接的工作性能和计算
普通螺栓连接按传力方式可分为：
抗剪连接——依靠螺杆承压和抗剪来传递垂直于杆轴方向的外力。板件之间有相对错动的趋势；
抗拉连接——依靠螺杆抗拉来传递平行于杆轴方向的外力。
板件之间有相互脱开的趋势；
抗拉、剪联合作用的连接——依靠螺杆既传递垂直于杆轴方向的外力，又传递平行于杆轴方向的外力。板件之间既有相对错动又有相互脱开的趋势。
3.7.1普通螺栓抗剪连接 3.7.1.1抗剪连接的工作性能
1. 单个螺栓的受剪工作性能
1）弹性段（0～1）：板件间相互挤压，靠摩擦阻力传力；2）相对滑移段（1～2）：摩擦阻力被克服后，板件间产生滑移，栓杆与孔壁相接触，滑移量取决于栓杆与孔的间距；
3）弹性工作阶段（2～3）：主要靠螺杆与孔壁接触来传递外力。图中“3”点为螺栓或连接板达到弹性极限。
4）弹塑性工作阶段
（3～4）：螺栓杆既受
剪又受弯直到连接破坏
为止。图中“4”点所对
应的荷载为螺栓连接极
限荷载。
2. 螺栓连接可能的破坏形式
1）栓杆被剪断，螺栓剪切破坏（图a ）；计算
2）被连接板被挤压破坏，螺栓承压破坏（图b ）；计算3）被连接板被拉（压）破坏（图c ）；计算
4）被连接板端部剪坏（图d ）；构造措施（端距）5）栓杆受弯破坏（图e ）。构造措施（栓杆长度
）
e)
t
b)B
A
a)
B
A
A
35°
d)
a 1
35°
A
c)
3.7.1.1抗剪连接的工作性能
05d t ≤∑012d a ≥第三章钢结构的连接
3.7.1.2 单个螺栓的抗剪承载力
基本假定：螺栓受剪面上的剪应力均匀分布。
1、一个螺栓的抗剪承载力设计值：
式中
——受剪面数目，单剪取1，双剪取2，四剪取4 ；
——螺栓杆直径；——螺栓抗剪强度设计值。2、一个螺栓承压承载力设计值：
式中——同一受力方向承压构件的较小总厚度；
——螺栓承压强度设计值。b v
2v b
v
4
πn f d N =v n d
b
v f b c
m in b c
f t d N ?
∑?=min
t ∑b c
f
c
a
b
a
b c
d e (a )单剪(b )双剪(c )四剪面
抗剪螺栓连接的受剪面数
3.7.1.2 单个螺栓的抗剪承载力
1. 螺栓群的轴心受剪
抗剪螺栓群承受轴心力时，沿螺栓群长度方向受力不均，呈两端大中间小的受力状态。
但当螺栓分布长度时，可认为每个螺栓均匀受力。当螺栓分布长度时，会出现较严重的传力不均匀现象，
故采用强度折减系数对螺栓的承载能力进行折减：
3.7.1.3 螺栓群抗剪连接计算
0115d l >0115d l ≤7
.01501.10
1
≥-=d l ηη
3.7.1.3 螺栓群抗剪连接计算
（1）所需螺栓数目n 为:式中——一个螺栓抗剪承载力设计值与承压承载力
设计值的较小值。
115d l ≤0
115d l >7
.01501.10
1
≥-=d l ηb
N N
n min
η=b N min
=1.0
（2）板件净截面强度式中A n ——构件净截面面积。计算方法如下①并列A 1= A 2= A 3=t 1(b －3d 0)
N 1=N ；N 2=N －(N /9)×3；N 3= N －(N /9)×6②错列正截面A 1= A 3=t 1(b －2d 0)
齿形截面A 2=t 1(l －3d 0)；其中l 为折线长度。N 1=N ；N 2=N ；N 3= N －(N /8)×3
f A N
n
≤=σ
2. 螺栓群偏心受剪
螺栓群在扭矩T＝Fe作用下，每个螺栓均受剪，连接按弹性设计法的计算基于下列假设：
①连接板件为绝对刚性，螺栓为弹性体；
②连接板件绕螺栓群形心旋转，各螺栓所受剪力大小
与该螺栓至形心距离r
i 成正比，其方向则与连线r
i
垂直。
3.7.2 普通螺栓抗拉连接
3.7.2.1 抗拉连接的工作特点
考虑杠杆效应时
，螺杆的轴心拉力为
Q
N N t +=由于被连接件的刚度不够，在连接中产生杠杆效应，在螺栓中产生附加拉力。
第三章钢结构的连接
规范中考虑杠杆效应的方法：
1）降低螺栓的抗拉强度，即取；
2）设计中采取构造措施以减少不利影响，如设置加劲肋。抗拉连接螺栓的破坏形式：螺杆被拉断。
3.7.2.2 单个螺栓的抗拉承载力
单个螺栓的抗拉承载力设计值为：
式中——螺栓的有效面积，可查表；
——螺栓的有效直径；
——螺栓抗拉强度设计值（已考虑杠杆效应的不利
影响）。
f f b
t 8.0=b t
f e πd
f A N 42b t e b t =?=e A b
t f e d 第三章钢结构的连接
3.7.2 普通螺栓抗拉连接
产品合格证 CERTIFICATE OF QUALTY 受货单位：工程： Order unit project. 制造单位：河北太极高强度标准件有限公司标准号：GB/T3632-2008 Manufacturer Standard NO. 产品名称：钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副批号： Description Batch NO. 本批钢结构用高强度螺栓连接副按中华人民共和国国家标准(GB)制造，检验合格，准予出厂。 This batch production were manufactured and in conformance with Standards of the people’s Republic of China(GB)and are approved for delivety. 总经理：杨建龙试验：冀燕照审核：杜佳批准：李俊学日期： General manager：Test：Audit：Approval：Data： 检验报告Inspection report
持续15秒后卸载，螺母能用手拧下。Shall be held for 15s，the nut shall be removable buy the fingers after. 螺纹或螺纹与杆部交界处。Thread or interface between thread and shank 当螺栓L/D≤3,不能做楔负载试验，以芯部硬度试验代替。 When the bolt L / D ≤3, can not do wedge load test to replace the core hardness test 注：（1）请严格按照《钢结构施工规范》使用安装高强度螺栓连接副，盲目施工造成一切后果用户自负。 （2）现场使用的螺栓连接副须与质量证明书一致为本厂产品。
螺栓组受力分析与计算 一．螺栓组联接的设计 设计步骤： 1．螺栓组结构设计 2．螺栓受力分析 3．确定螺栓直径 4．校核螺栓组联接接合面的工作能力 5．校核螺栓所需的预紧力是否合适 确定螺栓的公称直径后，螺栓的类型，长度，精度以及相应的螺母，垫圈等结构尺寸，可根据底板的厚度，螺栓在立柱上的固定方法及防松装置等全面考虑后定出。 1. 螺栓组联接的结构设计 螺栓组联接结构设计的主要目的，在于合理地确定联接接合面的几何形状和螺栓的布置形式，力求各螺栓和联接接合面间受力均匀，便于加工和装配。为此，设计时应综合考虑以下几方面的问题： 1）联接接合面的几何形状通常都设计成轴对称的简单几何形状，如圆形，环形，矩形，框形，三角形等。这样不但便于加工制造，而且便于对称布置螺栓，使螺栓组的对称中心和联接接合面的形心重合，从而保证接合面受力比较均匀。 2）螺栓的布置应使各螺栓的受力合理。对于铰制孔用螺栓联接，不要在平行于工作载荷的方向上成排地布置八个以上的螺栓，以免载荷分布过于不均。当螺栓联接承受弯矩或转矩时，应使螺栓的位置适当靠近联接接合面的边缘，以减小螺栓的受力（下图）。如果同时承受轴向载荷和较大的横向载荷时，应采用销，套筒，键等抗剪零件来承受横向载荷，以减小螺栓的预紧力及其结构尺寸。 接合面受弯矩或转矩时螺栓的布置
3）螺栓排列应有合理的间距，边距。布置螺栓时，各螺栓轴线间以及螺栓轴线和机体壁间的最小距离，应根据扳手所需活动空间的大小来决定。扳手空间的尺寸（下图）可查阅有关标准。对于压力容器等紧密性要求较高的重要联接，螺栓的间距t0不得大于下表所推荐的数值。 扳手空间尺寸 螺栓间距t0 注：表中d为螺纹公称直径。 4）分布在同一圆周上的螺栓数目，应取成4，6，8等偶数，以便在圆周上钻孔时的分度和画线。同一螺栓组中螺栓的材料，直径和长度均应相同。 5）避免螺栓承受附加的弯曲载荷。除了要在结构上设法保证载荷不偏心外，还应在工艺上保证被联接件，螺母和螺栓头部的支承面平整，并与螺栓轴线相垂直。对于在铸，锻件等的粗糙表面上应安装螺栓时，应制成凸台或沉头座（下图1）。当支承面为倾斜表面时，应采用斜面垫圈（下图2）等。
螺栓组受力分析与计算 螺栓组联接的设计 设计步骤： 1. 螺栓组结构设计 2. 螺栓受力分析 3. 确定螺栓直径 4. 校核螺栓组联接接合面的工作能力 5. 校核螺栓所需的预紧力是否合适 确定螺栓的公称直径后，螺栓的类型，长度，精度以及相应的螺母，垫圈等结构尺寸，可根据底板的厚度，螺栓在立柱上的固定方法及防松装置等全面考虑后定出。 "1.螺栓组联接的结构设计 螺栓组联接结构设计的主要目的，在于合理地确定联接接合面的几何形状和螺栓的布置形式，力求各螺栓和联接接合面间受力均匀，便于加工和装配。为此，设计时应综合考虑以下几方面的问题： 1）联接接合面的几何形状通常都设计成轴对称的简单几何形状，如圆形，环形，矩形，框形, 三角形等。这样不但便于加工制造，而且便于对称布置螺栓，使螺栓组的对称中心和联接接 合面的形心重合，从而保证接合面受力比较均匀。 2）螺栓的布置应使各螺栓的受力合理。对于铰制孔用螺栓联接，不要在平行于工作载荷的方向上成排地布置八个以上的螺栓，以免载荷分布过于不均。当螺栓联接承受弯矩或转矩时，应使螺栓的位置适当靠近联接接合面的边缘，以减小螺栓的受力（下图）。如果同时承受轴向载荷和较大的横向载荷时，应采用销，套筒，键等抗剪零件来承受横向载荷，以减小螺栓的预紧力及其结构尺寸。 塾〉不令 接合面受弯矩或转矩时螺栓的布置
3）螺栓排列应有合理的间距，边距。布置螺栓时，各螺栓轴线间以及螺栓轴线和机体壁间的 最小距离，应根 据扳手所需活动空间的大小来决定。扳手空间的尺寸（下图）可查阅有关标 准。对于压力容器等紧密性要求较高的重要联接， 螺栓的间距to 不得大于下表所推荐的数值 扳手空间尺寸 螺栓间距t o 注：表中d 为螺纹公称直径。 4） 分布在同一圆周上的螺栓数目，应取成 4, 6, 8等偶数，以便在圆周上钻孔时的分度和画 线。同一螺栓 组中螺栓的材料，直径和长度均应相同。 5） 避免螺栓承受附加的弯曲载荷。除了要在结构上设法保证载荷不偏心外，还应在工艺上保 证被联接件，螺 母和螺栓头部的支承面平整，并与螺栓轴线相垂直。对于在铸，锻件等的粗 糙表面上应安装螺栓时，应制成凸台或沉头座（下图 1）。当支承面为倾斜表面时，应采用 斜面垫圈（下图2）等。 1 ? 6*-4 4* 10 10* 1? 14-20 3W
螺栓组受力分析与计算 螺栓组受力分析与计算 一.螺栓组联接的设计 设计步骤： 1.螺栓组结构设计 2.螺栓受力分析 3.确定螺栓直径 4.校核螺栓组联接接合面的工作能力 5.校核螺栓所需的预紧力是否合适 确定螺栓的公称直径后，螺栓的类型，长度，精度以及相应的螺母，垫圈等结构尺寸，可根据底板的厚度，螺栓在立柱上的固定方法及防松装置等全面考虑后定出。 H1.螺栓组联接的结构设计 螺栓组联接结构设计的主要目的，在于合理地确定联接接合面的几何形状和螺栓的布置形式，力求各螺栓和联接接合面间受力均匀，便于加工和装配。为此，设计时应综合考虑以下几方面的问题： 1）联接接合面的几何形状通常都设计成轴对称的简单几何形状，如圆形，环形，矩形，框形, 三角形等。这样不但便于加工制造，而且便于对称布置螺栓，使螺栓组的对称中心和联接接合面的形心重合，从而保证接合面受力比较均匀。 2）螺栓的布置应使各螺栓的受力合理。对于铰制孔用螺栓联接，不要在平行于工作载荷的方
向上成排地布置八个以上的螺栓，以免载荷分布过于不均。当螺栓联接承受弯矩或转矩时，应使螺栓的位置适当靠近联接接合面的边缘，以减小螺栓的受力（下图）。如果同时承受轴向载荷和较大的横向载荷时，应采用销，套筒，键等抗剪零件来承受横向载荷，以减小螺栓的预紧力及其结构尺寸。 | 塾〉不令 接合面受弯矩或转矩时螺栓的布置
3）螺栓排列应有合理的间距，边距。布置螺栓时，各螺栓轴线间以及螺栓轴线和机体壁间的最小距离，应根据扳手所需活动空间的大小来决定。扳手空间的尺寸（下图）可查阅有关标准。对于压力容器等紧密性要求较高的重要联接，螺栓的间距to不得大于下表所推 荐的数值。 扳手空间尺寸 螺栓间距t o 注：表中d为螺纹公称直径。 4）分布在同一圆周上的螺栓数目，应取成4, 6, 8等偶数，以便在圆周上钻孔时的分度和画线。同一螺栓组中螺栓的材料，直径和长度均应相同。 5）避免螺栓承受附加的弯曲载荷。除了要在结构上设法保证载荷不偏心外，还应在工艺上保证被联接件，螺母和螺栓头部的支承面平整，并与螺栓轴线相垂直。对于在铸，锻件等的粗糙表面上应安装螺栓时，应制成凸台或沉头座（下图1）。当支承面为倾斜表面时，应采用斜面垫圈（下图2）等。
钢结构练习四螺栓连接 一、选择题（××不做要求） 1．单个螺栓的承压承载力中，[N]= d∑t·f y，其中∑t为（ D ）。 A）a＋c＋e B）b＋d C）max{a+c+e，b+d} D）min{a+c+e，b+d} 2．每个受剪拉作用的摩擦型高强度螺栓所受的拉力应低于其预拉力的（ C ）。 A）1.0倍B）0.5倍C）0.8倍D）0.7倍 3．摩擦型高强度螺栓连接与承压型高强度螺栓连接的主要区别是（ D ）。 A）摩擦面处理不同B）材料不同 C）预拉力不同D）设计计算不同 4．承压型高强度螺栓可用于（ D ）。 A）直接承受动力荷载 B）承受反复荷载作用的结构的连接 C）冷弯薄壁型钢结构的连接 D）承受静力荷载或间接承受动力荷载结构的连接 5．一个普通剪力螺栓在抗剪连接中的承载力是（ D ）。 A）螺杆的抗剪承载力B）被连接构件（板）的承压承载力 C）前两者中的较大值D）A、B中的较小值 6．摩擦型高强度螺栓在杆轴方向受拉的连接计算时，（ C ）。 A）与摩擦面处理方法有关B）与摩擦面的数量有关 C）与螺栓直径有关D）与螺栓性能等级无关 7．图示为粗制螺栓连接，螺栓和钢板均为Q235钢，则该连接中螺栓的受剪面有（ C ）个。 A）1 B）2 C）3 D）不能确定 8．图示为粗制螺栓连接，螺栓和钢板均为Q235钢，连接板厚度如图示，则该连接中承压板厚度为（ B ）mm。 A）10 B）20 C）30 D）40
9．普通螺栓和承压型高强螺栓受剪连接的五种可能破坏形式是：I ．螺栓剪断；Ⅱ．孔壁承压破坏；Ⅲ．板件端部剪坏；Ⅳ．板件拉断；Ⅴ．螺栓弯曲变形。其中（ B ）种形式是通过计算来保证的。 A ）I 、Ⅱ、Ⅲ B ）I 、Ⅱ、Ⅳ C ）I 、Ⅱ、Ⅴ D ）Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ 10．摩擦型高强度螺栓受拉时，螺栓的抗剪承载力（ B ）。 A ）提高 B ）降低 C ）按普通螺栓计算 D ）按承压型高强度螺栓计算 11．高强度螺栓的抗拉承载力（ B ）。 A ）与作用拉力大小有关 B ）与预拉力大小有关 C ）与连接件表面处理情况有关 D ）与A ，B 和C 都无关 12．一宽度为b ，厚度为t 的钢板上有一直径为d 0的孔，则钢板的净截面面积为（ C ）。 A ）t d t b A n ?-?=2 B ）t d t b A n ?-?=420π C ）t d t b A n ?-?=0 D ）t d t b A n ?-?=2 0π 13．剪力螺栓在破坏时，若栓杆细而连接板较厚时易发生（ A ）破坏；若栓杆粗而连接板较薄时，易发生（ B ）破坏。 A ）栓杆受弯破坏 B ）构件挤压破坏 C ）构件受拉破坏 D ）构件冲剪破坏 14．摩擦型高强度螺栓的计算公式)25.1(9.0t f b v N P n N -?=μ中符号的意义，下述何项为正确？ （ D ）。 A ）对同一种直径的螺栓，P 值应根据连接要求计算确定 B ）0.9是考虑连接可能存在偏心，承载力的降低系数 C ）1.25是拉力的分项系数 D ）1.25是用来提高拉力N t ，以考虑摩擦系数在预压力减小时变小使承载力降低的不利因素。 ？？？15．在直接受动力荷载作用的情况下，下列情况中采用（ A ）连接方式最为适合。 A ）角焊缝 B ）普通螺栓 C ）对接焊缝 D ）高强螺栓 16．在正常情况下，根据普通螺栓群连接设计的假定，在M≠0时，构件B （ D ）。 A ）必绕形心d 转动 B ）绕哪根轴转动与N 无关，仅取决于M 的大小 C ）绕哪根轴转动与M 无关，仅取决于N 的大小 D ）当N=0时，必绕c 转动
3.6 螺栓连接的构造 螺栓的排列应考虑以下要求： （1） 受力要求 （2） 构造要求螺栓间距不能太大，避免压不紧潮气进入导致腐蚀 （3） 施工要求螺栓间距不能太近，满足净空要求，便于安装 螺栓或铆钉的最大、最小容许距离见P52，表3.4~3.7 3.7 普通螺栓连接的工作性能和计算 普通螺栓按加工精度可分为： 1. 粗制螺栓（C 级） 优点：安装简单，便于拆装 缺点：螺杆与钢板孔壁不够紧密，传递剪力时，连接变形较大。宜用于承受拉力的连接中，或用于次要结构和可拆卸结构的受剪连接及安装时的临时固定。 2. 精制螺栓（ A 、B 级） 优点：受力性能好 缺点：安装费时费工，且费用较高。 目前建筑结构中已较少使用。 剪力螺栓（抗剪螺栓）：螺栓杆垂直于力线 按受力情况分为 拉力螺栓（抗拉螺栓）： 螺栓杆平行于力线 既受剪又受拉的螺栓 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 一、 普通螺栓的抗剪连接 （1）单个螺栓的受剪工作性能 1）弹性阶段（0～1）： 板件间相互挤压，靠摩擦阻力传力； 2）滑移阶段（1～2）： 摩擦阻力被克服后，板件间产生滑移，栓杆与孔壁相接触， 滑移量取决于栓杆与孔的间距； 3）栓杆直接传力的弹性阶段（2～3）： 螺栓杆既受剪又受弯，孔壁受到挤压； 4）弹塑性阶段（3～ 4）： 连接的剪切变形迅速增大，直至破坏。 （2）受剪螺栓的破坏形式 1）栓杆被剪断 2）钢板被挤压破坏（螺栓承压破坏） 3）钢板被拉断 4）钢板被剪坏 5）杆身弯曲破坏 （3）针对以上破坏形式，应采取以下措施 1）通过计算保证螺栓抗剪 2）通过计算保证螺栓抗挤压 3）通过计算保证板件有足够的拉压强度 4）螺栓端距≥ 2d 。 ——避免钢板被拉豁 级、级8.4)6.0,/400(6.40.3~5.120=≥+=u y u f f mm N f mm d d —螺杆直径 ——螺孔直径—d d 0级、级6.5)8.0,/800(8.85.0~3.02 =≥+=u y u f f mm N f mm d d
钢结构练习四 螺栓连接 一、选择题（××不做要求） 1．单个螺栓的承压承载力中，[N]= d∑t·f y，其中∑t为（ D ）。 A）a＋c＋e B）b＋d C）max{a+c+e，b+d} D）min{a+c+e，b+d} 2．每个受剪拉作用的摩擦型高强度螺栓所受的拉力应低于其预拉力的（ C ）。 A）1.0倍 B）0.5倍 C）0.8倍 D）0.7倍 3．摩擦型高强度螺栓连接与承压型高强度螺栓连接的主要区别是（ D ）。 A）摩擦面处理不同 B）材料不同 C）预拉力不同 D）设计计算不同 4．承压型高强度螺栓可用于（ D ）。 A）直接承受动力荷载 B）承受反复荷载作用的结构的连接 C）冷弯薄壁型钢结构的连接 D）承受静力荷载或间接承受动力荷载结构的连接 5．一个普通剪力螺栓在抗剪连接中的承载力是（ D ）。 A）螺杆的抗剪承载力 B）被连接构件（板）的承压承载力 C）前两者中的较大值 D）A、B中的较小值 6．摩擦型高强度螺栓在杆轴方向受拉的连接计算时，（ C ）。 A）与摩擦面处理方法有关 B）与摩擦面的数量有关 C）与螺栓直径有关 D）与螺栓性能等级无关 7．图示为粗制螺栓连接，螺栓和钢板均为Q235钢，则该连接中螺栓的受剪面有（ C ）个。 A）1 B）2 C）3 D）不能确定 8．图示为粗制螺栓连接，螺栓和钢板均为Q235钢，连接板厚度如图示，则该连接中承压板厚度为（ B ）mm。 A）10 B）20 C）30 D）40
9．普通螺栓和承压型高强螺栓受剪连接的五种可能破坏形式是：I ．螺栓剪断；Ⅱ．孔壁承压破坏；Ⅲ．板件端部剪坏；Ⅳ．板件拉断；Ⅴ．螺栓弯曲变形。其中（ B ）种形式是通过计算来保证的。 A ）I 、Ⅱ、Ⅲ B ）I 、Ⅱ、Ⅳ C ）I 、Ⅱ、Ⅴ D ）Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ 10．摩擦型高强度螺栓受拉时，螺栓的抗剪承载力（ B ）。 A ）提高 B ）降低 C ）按普通螺栓计算 D ）按承压型高强度螺栓计算 11．高强度螺栓的抗拉承载力（ B ）。 A ）与作用拉力大小有关 B ）与预拉力大小有关 C ）与连接件表面处理情况有关 D ）与A ，B 和C 都无关 12．一宽度为b ，厚度为t 的钢板上有一直径为d 0的孔，则钢板的净截面面积为（ C ）。 A ）t d t b A n ?-?=2 0 B ）t d t b A n ?-?=420π C ）t d t b A n ?-?=0 D ）t d t b A n ?-?=20π 13．剪力螺栓在破坏时，若栓杆细而连接板较厚时易发生（ A ）破坏；若栓杆粗而连接板较薄时，易发生（ B ）破坏。 A ）栓杆受弯破坏 B ）构件挤压破坏 C ）构件受拉破坏 D ）构件冲剪破坏 14．摩擦型高强度螺栓的计算公式)25.1(9.0t f b v N P n N -?=μ中符号的意义，下述何项为正确？（ D ）。 A ）对同一种直径的螺栓，P 值应根据连接要求计算确定 B ）0.9是考虑连接可能存在偏心，承载力的降低系数 C ）1.25是拉力的分项系数 D ）1.25是用来提高拉力N t ，以考虑摩擦系数在预压力减小时变小使承载力降低的不利因素。 ？？？15．在直接受动力荷载作用的情况下，下列情况中采用（ A ）连接方式最为适合。 A ）角焊缝 B ）普通螺栓 C ）对接焊缝 D ）高强螺栓 16．在正常情况下，根据普通螺栓群连接设计的假定，在M ≠0时，构件B （ D ）。 A ）必绕形心d 转动 B ）绕哪根轴转动与N 无关，仅取决于M 的大小 C ）绕哪根轴转动与M 无关，仅取决于N 的大小 D ）当N=0时，必绕c 转动
第39卷第1期建筑结构2009年1月 高强度螺栓连接的设计计算 蔡益燕 (中国建筑标准设计研究院,北京100044) 1高强度螺栓连接的应用 高强度螺栓连接分为摩擦型和承压型。《钢结构 (G设计规范》B50017—2003)(简称钢规)指出“目前制 造厂生产供应的高强度螺栓并无用于摩擦型和承压型连接之分”“,因高强度螺栓承压型连接的剪切变形比摩擦型的大,所以只适用于承受静力荷载和间接承受动力荷载的结构”。因为承压型连接的承载力取决于钉杆剪断或同一受力方向的钢板被压坏,其承载力较之摩擦型要高出很多。最近有人提出,摩擦面滑移量不大,因螺栓孔隙仅为115～2mm,而且不可能都偏向一侧,可以用承压型连接的承载力代替摩擦型连接的,对结构构件定位影响不大,可以节省很多螺栓,这算一项技术创新。下面谈谈对于这个问题的认识。 在抗震设计中,一律采用摩擦型;第二阶,摩擦型连接成为承压型连接,要求连接的极限承载力大于构件的塑性承载力,其最终目标是保证房屋大震不倒。如果在设计内力下就按承压型连接设计,虽然螺栓用量省了,但是设计荷载下承载力已用尽。如果来地震,螺栓连接注定要破坏,房屋将不再成为整体,势必倒塌。虽然大部分地区的设防烈度很低,但地震的发生目前仍无法准确预报,低烈度区发生较高烈度地震的概率虽然不多,但不能排除。而且钢结构的尺寸是以mm计的,现代技术设备要求精度极高,超高层建筑的安装精度要求也很高,结构按弹性设计允许摩擦面滑移,简直不可思议,只有摩擦型连接才能准确地控制结构尺寸。总体说来,笔者对上述建议很难认同。2高强度螺栓连接设计的新进展 钢规的715节“连接节点板的计算”中,提出了支撑和次梁端部高强度螺栓连接处板件受拉引起的剪切破坏形式(图1),类似破坏形式也常见于节点板连接,是对传统连接计算只考虑螺栓杆抗剪和钉孔处板件承压破坏的重要补充。 1994年美国加州北岭地震和1995年日本兵库县南部地震,是两次地震烈度很高的强震,引起大量钢框架梁柱连接的破坏,受到国际钢结构界的广泛关注。
中华人民共和国行业标准 钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程 JGJ 82—91 第一章总则 第1．0．1条为使在钢结构工程中，高强度螺栓连接的设计、施工做到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量，制定本规程。 第1．0．2条本规程适用于工业与民用建筑钢结构工程中高强度螺栓连接的设计、施工与验收。 第1．0．3条高强度螺栓连接的设计、施工及验收，除按本规程的规定执行外，尚应符合《钢结构设计规范》(GBJl7)、《冷弯薄壁型钢结构技术规范))(GBJl8)及《钢结构工程施工及验收规范))(GBJ205)的有关规定。 设计在特殊环境(如高温或腐蚀作用)中应用的高强度螺栓连接时，尚应符合现行有关专门标准的要求。 第1．0．4条本规程采用的高强度螺栓连接副，应分别符合《钢结构用大六角头螺栓》(GBl228)、《钢结构用高强度大六角螺母型式与尺寸))(GBl229)、《钢结梅用高强度垫圈型式与尺寸》(GBl230)、《钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件》(GBl231)或《钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副形式尺寸))(GB3632)和《钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副技术条件))(GB3633)的规定。 第1，0．5条在设计图、施工图中均应注明所用高强度螺栓连接副的性能等级、规格、连接型式、预拉力、摩擦面抗滑移系数以及连接后的防锈要求。当设计中选用两种或两种以上直径的高强度螺栓时，还应注明所选定的需进行抗滑移系数检验的螺栓直径。 第1．0．6条在高强度螺栓施拧、构件摩擦面处理及安装过程中，应遵守国家劳动保护和安全技术等有关规定。 第二章连接设计 第一节一般规定
钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程JGJ82-91 目录 第一章总则 第二章连接设计 第一节一般规定 第二节摩擦型连接的计算 第三节承压型连接的计算 第四节接头设计 第五节连接构造要求 第三章施工及验收 第一节高强度螺栓连接副的储运和保管 第二节高强度螺栓连接构件的制作 第三节高强度螺栓连接副和摩擦面的抗滑移系数检验 第四节高强度螺栓连接副的安装 第五节高强度螺栓连接副的施工质量检查和验收 第六节油漆 附录一非法定计量单位与法定 附录二本规程用词说明 附加说明 主编单位：湖北省建筑工程总公司 批准部门：中华人民共和国建设部 施行日期：1992年11月1日 关于发布行业标准《钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程》的通知 建标〔1992〕231号 各省、自治区、直辖市建委（建设厅），计划单列市建委，国务院有关部、委： 根据原国家建工总局（82）建工科字第14号文的要求，由湖北省建筑工程总公司主编的《钢结构高强度螺栓连接设计、施工及验收规程》，业经审查，现批准为行业标准，编号JGJ82-91，自一九九二年十一月一日起施行。 本标准由建设部建筑工程标准技术归口单位中国建筑科学研究院归口管理，其具体解释等工作由湖北省建筑工程总公司负责。 本标准由建设部标准定额研究所组织出版。 中华人民共和国建设部 一九九二年四月十六日 主要符号 作用和作用效应 F——集中荷载； M——弯矩； N——轴心力； P——高强度螺栓的预拉力； V——剪力。 计算指标
——每个高强度螺栓的受拉、受剪和承压承载力设计值； f——钢材的抗拉、抗压和抗弯强度设计值； ——高强度螺栓的抗拉、抗剪和承压强度设计值； σ——正应力。 几何参数 A——毛截面面积； An——净截面面积； I——毛截面惯性矩； S——毛截面面积矩； α——间距； D——直径； D0——孔径； L——长度； Lz——集中荷载在腹板计算高度边缘上的假定分布长度。 计算系数及其它 n——高强度螺栓的数目； n1——所计算截面上高强度螺栓的数目； nf——高强度螺栓传力摩擦面数目； μ——高强度螺栓摩擦面的抗滑移系数； Ψ——集中荷载的增大系数。 第一章总则 第1.0.1条为使在钢结构工程中，高强度螺栓连接的设计、施工做到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量，制定本规程。 第1.0.2条本规程适用于工业与民用建筑钢结构工程中高强度螺栓连接的设计、施工与验收。 第1.0.3条高强度螺栓连接的设计、施工及验收，除按本规程的规定执行外，尚应符合《钢结构设计规范》（GBJ17）、《冷弯薄壁型钢结构技术规范》（GBJ18）及《钢结构工程施工及验收规范》（GBJ205）的有关规定。 设计在特殊环境（如高温或腐蚀作用）中应用的高强度螺栓连接时，尚应符合现行有关专门标准的要求。 第1.0.4条本规程采用的高强度螺栓连接副，应分别符合《钢结构用大六角头螺栓》（GB1228）、《钢结构用高强度大六角螺母型式与尺寸》（GB1229）、《钢结构用高强度垫圈型式与尺寸》（GB1230）、《钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件》（GB1231）或《钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副形式尺寸》（GB3632）和《钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副技术条件》（GB3633）的规定。 第1.0.5条在设计图、施工图中均应注明所用高强度螺栓连接副的性能等级、规格、连接型式、预拉力、摩擦面抗滑移系数以及连接后的防锈要求。当设计中选用两种或两种以上直径的高强度螺栓时，还应注明所选定的需进行抗滑移系数检验的螺栓直径。 第1.0.6条在高强度螺栓施拧、构件摩擦面处理及安装过程中，应遵守国家劳动保护和安全技术等有关规定。 第二章连接设计 第一节一般规定
第三章 连接 返回 §3-5 普通螺栓的构造和计算 3.5.1螺栓的排列和其他构造要求 一、螺栓的排列 螺栓在构件上排列应简单、统一、整齐而紧凑，通常分为并列和错列两种形式（图3.5.1）。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，对构件截面削弱较大。错列可以减小螺栓孔对截面的削弱，但螺栓孔排列不如并列紧凑，连接板尺寸较大。 螺栓在构件上的排列应满足受力、构造和施工要求： （1）受力要求：在受力方向螺栓的端距过小时，钢材有剪断或撕裂的可能。各排螺栓距和线距太小时，构件有沿折线或直线破坏的可能。对受压构件，当沿作用方向螺栓距过大时，被连板间易发生鼓曲和张口现象。 （2）构造要求：螺栓的中矩及边距不宜过大，否则钢板间不能紧密贴合，潮气侵入缝隙使钢材锈蚀。 （3）施工要求：要保证一定的空间，便于转动螺栓板手拧紧螺帽。 根据上述要求，规定了螺栓（或铆钉）的最大、最小容许距离，见表3.5.1。螺栓沿型钢长度方向上排列的间距，除应满足表3.5.1的要求外，尚应满足附录10螺栓线距的要求。
二、螺栓的其他构造要求 螺栓连接除了满足上述螺栓排列的容许距离外，根据不同情况尚应满足下列构造要求： （1）为了使连接可靠，每一杆件在节点上以及拼接接头的一端，永久性螺栓数不宜少于两个。但根据实践经验，对于组合构件的缀条，其端部连接可采用一个螺栓。 （2）对直接承受动力荷载的普通螺栓连接应采用双螺帽或其他防止螺帽松动的有效措施。例如采用弹簧垫圈，或将螺帽或螺杆焊死等方法。 （3）由于C级螺栓与孔壁有较大间隙，只宜用于沿其杆轴方向受拉的连接。承受静力荷载结构的次要连接、可拆卸结构的连接和临时固定构件用的安装连接中，也可用C级螺栓受剪。但在重要的连接中，例如：制动梁或吊车梁上翼缘与柱的连接，由于传递制动梁的水平支承反力，同时受到反复动力荷载作用，不得采用C级螺栓。柱间支撑与柱的连接，以及在柱间支撑处吊车梁下翼缘的连接，因承受着反复的水平制动力和卡轨力，应优先采用高强度螺栓。 （4）沿杆轴方向受拉的螺栓连接中的端板（法兰板），应适当加强其刚度（如加设加劲肋），以减少撬力对螺栓抗拉承载力的不利影响。 3.5.2普通螺栓的受剪连接 普通螺栓连接按受力情况可分为三类：螺栓只承受剪力；螺栓只承受拉力；螺栓承受拉力和剪力的共同作用。下面先介绍螺栓受剪时的工作性能和计算方法。 一、受剪连接的工作性能 抗剪连接是最常见的螺栓连接。如果以图3.5.2（a）所示的螺栓连接试件作抗剪试验，可得出试件上a、b两点之间的相对位移δ与作用力N的关系曲线（图3.5.2b）。该曲线给出了试件由零载一直加载至连接破坏的全过程，经历了以下四个阶段： （1）摩擦传力的弹性阶段在施加荷载之初，荷载较小，荷载靠构件间接触面的摩擦力传递，螺栓杆与孔壁之间的间隙保持不变，连接工作处于弹性阶段，在N-δ图上呈现出0，1斜直线段。但由于板件间摩擦力的大小取决于拧紧螺帽时在螺杆中的初始拉力，一般说来，普通螺栓的初拉力很小，故此阶段很短。 （2）滑移阶段当荷载增大，连接中的剪力达到构件间摩擦力的最大值，板件间产生相对滑移，其最大滑移量为螺栓杆与孔壁之间的间隙，直至螺栓与孔壁接触，相应于N-δ曲线上的1，2水平段。
钢结构高强度螺栓连接的规定 1、抗滑移系数是高强度螺栓连接的主要设计参数之一，直接影响构件的承载力，因此构件摩擦面无论由制造厂处理，还是由现场处理均应对抗滑移系数进行测试，测得的抗滑移系数最小值应符合设计要求本条是强制性条文。 在安装现场局部采用砂轮打磨摩擦面时，打磨范围不小于螺栓孔径的4倍，打磨方向应与构件受力方向垂直。 除设计上采用摩擦系数小于等于0.3，并明确提出可不进行抗滑移系数试验者外，其余情况在制作时为确定摩擦面的处理方法，必须按要求的批量用3套同材质，同处理方法的试件，进行复验。同时并附有3套同材质，同处理方法的试件，供安装前复验。 2、高强度螺栓终拧1h时，螺栓预拉力的损失已大部分完成，在随后一两天内，损失趋于平稳，当超过一个月后，损失就会停止，但在外界环境影响下，螺栓扭矩系数将会发生变化，影响检查结果的准确性。为了统一和便于操作，本条规定检查时间同一定在1h后48h之内完成。 3、本条的构造原因是指设计原因造成空间太小无法使用专用扳手进行终拧的情况，在扭剪型高强度螺栓施工中，因安装顺序，安装方向考虑不周，或终拧时因对电动扳手使用掌握不熟练。致使终拧时尾部梅花头上的棱端部滑牙（即打滑），无法拧掉梅花头，造成终拧扭矩是未知数。对此类螺栓应控制一定比例。 4、高强度螺栓初拧，复拧的目的是为了使摩擦面能密贴，且螺栓受力
均匀，对大型节点强调安装顺序是防止节点中螺栓预拉力损失不均，影响连接的刚度。 5、强行穿入螺栓会损伤丝扣，改变高强度螺栓连接副的扭矩系数，甚至连螺母都拧不上，因此强调自由穿入螺栓孔，气割扩孔很不规则，既削弱了构件的有效载面，减少了压力传力面积，还会使扩孔处钢材造成缺陷，故规定不得气割扩孔，最大扩孔量的限制也是基于构件有效载面和摩擦传力面积的考虑。 6、对于螺栓球节点网架，其刚度（挠度）往往比设计值要弱，主要原因是因为螺栓球与钢管连接的高强度螺栓紧固不牢，出现间隙，松动等未拧紧情况，当下部支撑系统拆除后，由于连接间隙，松动等原因，挠度明显加大，超过规范规定的限值。
对钢结构高强螺栓连接有关规范的理解与质量控制对钢结构高强螺栓连接有关规范的理解与 质量控制 2002.NO.3天津?谩斟技 对钢结构高强螺栓连接工程 有关规范的理解与质量控制 王力鹏 (天津市建设工程质量监督管理总站300191) 钢结构用高强螺栓连接是继铆接,焊接之后发展起来的一种新型钢结构连接型式.它具有承载能力高,受力性能好,耐疲劳,自锁性能好,施工方便,质量易于控制等优点,近年来已成为钢结构制作及安装工程的主要连接手段. 高强螺栓连接,按其受力状态可以分为摩擦型连接和承压型连接两种形式.摩擦型高强螺栓连接是不允许被连接构件间产生滑移,因此其传力应以摩擦力被克服,连接板即将产生相对滑移作为抗剪能力极限.承压型高强螺栓连接是允许被连接构件间产生滑移,因此其传力是靠摩擦力和螺栓杆抗剪共同完成的.高强螺栓就是通过对螺母施加扭矩使螺杆接近屈服,使连接构件紧密贴在一起产生摩擦力.而普通螺栓连接是靠栓杆承受剪力和压力传力的.这就是普通螺栓和高强螺栓的区别. 如何使摩檫型高强螺栓螺杆连接构件的板叠之间产生摩擦力,一般在施工中采用扭矩法就是通过对螺母的紧固使螺栓达到规定的预拉力. 这种方法使用的是一种能显示所施加扭矩大小的 定矩扳手,通过定矩扳手紧固螺栓以达到规定的预拉力.为了确保在螺栓中达到规定的预拉力,要求在施工班前和班后对使用的扳手进行标定和检查.在施拧的过程中应按初拧和终拧二个阶段进行.初拧扭矩不得小于终拧扭矩的30%,终拧扭矩必须按规范通过计算确定.施拧时只准在螺母上施加扭矩,初拧,终拧时严格按
照紧固顺序从中心向外逐个施拧进行.初拧结束后,按扭矩法进行终拧.初拧和终拧必须在一个工作日完成. 目前钢结构高强螺栓分为扭剪型高强螺栓米收稿日期:20o2—05—28 施工技术 和高强大六角螺栓.对于扭剪型的高强螺栓终拧质量以尾部梅花卡头拧掉为控制手段,对于最终验收,评定便于控制.但是对于高强大六角螺栓的终拧质量,施工及监理人员难以控制,导致有些钢结构高强螺栓连接工程处于质量检查的失控状态.比如:某工程钢结构高强螺栓连接已施工完毕,施工及监理人员对于扭矩法施工的高强大六角螺栓终拧质量检查没有检查记录,有的检查人员直接在已终拧后的螺栓上用力矩扳手检查,这样容易对螺栓造成过拧.还有的检查人员所用的扭矩值就是施工时终拧的扭矩值,不是按照规范计算的检查扭矩值. 高强大六角螺栓在施工过程中严禁超拧和少拧,少拧达不到连接承载能力,无 法使连接构件紧密贴在一起产生摩擦力.超拧危害更大,会使高强螺栓物理性能改变,甚至使螺杆断裂.在钢结构施工过程中封存一把经检测合格的扭矩扳手,该扳手在每班作业前后对施拧的高强螺栓的扭矩扳手逐一进行校验,凡超出数据规定的扳手均送专业检测部门进行校正检修,合格后再用于施工.在每班作业中,质量管理人员对终拧后螺栓在1h以后,24h以内进行检查.采用扭矩法检查时先 将螺栓杆端面上划一直线,然后将螺母退回 30.-50.,再用扭矩扳手拧紧螺母到两线重合,观察扭矩值不得超出检查扭矩值的?l0%,即在 0.90,1.10范围内.检查扭矩 计算公式:= k?P?d,式中:p为设计预拉力值;后为螺栓连接副的扭矩系数平均值. 当发现螺栓终拧值未达到GB50205—95的规定,扭矩不在0.90,1.10范围内时,应扩大抽查该节点螺栓数的20%;如仍然有终拧值不符 (下转第l8页) 】5 施工技术天潭瞿设斟技