第5章钢结构连接
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钢结构的连接(课后习题)
第 2 章 钢结构的连接一、选择题1 直角角焊缝的强度计算公式 w c f l h N =t ≤ w f f 中，he 是角焊缝的——。
(A)厚度 (B)有效厚度 (C)名义厚度 (D)焊脚尺寸2 对于直接承受动力荷载的结构，计算正面直角焊缝时——。
(A)要考虑正面角焊缝强度的提高 (B)要考虑焊缝刚度影响。
(C)与侧面角焊缝的计算式相同 (D)取 f b ＝1．22 3 等肢角钢与钢板相连接时，肢背焊缝的内力分配系数为——。
(A)0．7 (B)0．75 (C)0．65 (D)0．354 直角角焊缝的有效厚度 c h ——。
(A)0．7 f h (B)4mm (C)1．2 f h (D)1．5 fh 5 在动荷载作用下，侧焊缝的计算长度不宜大于——·(A)60 f h (B)40 f h (C)80 f h (D)120 fh 6 角钢和钢板间用侧焊搭接连接，当角钢肢背与肢尖焊缝的焊脚尺寸和焊缝的长度都等同 时，————。
(A)角钢肢背的侧焊缝与角钢肢尖的侧焊缝受力相等(B)角钢肢尖侧焊缝受力大于角钢肢背的侧焊缝(C)角钢肢背的侧焊缝受力大于角钢肢尖的侧焊缝(D)由于角钢肢背和肢尖的侧焊缝受力不相等，因而连接受有弯矩的作用7 不需要验算对接焊缝强度的条件是斜焊缝的轴线和外力 N 之间的夹角满足——。
(A) q tan £1．5 (B) q tan >l，5 (C)q ≥70º (D) q ＜70º8 产生焊接残余应力的主要因素之一是——·(A)钢材的塑性太低 (B)钢材的弹性模量太高(C)焊接时热量分布不均 (D)焊缝的厚度太小9 钢结构连接中所使用的焊条应与被连接构件的强度相匹配，通常在被连接构件选用 Q345 时，焊条选用——。
(A)E55 (B)E50 (C)E43 (D)前三种均可10 焊缝连接计算方法分为两类，它们是——。
(A)手工焊缝和自动焊缝 (B)仰焊缝和俯焊缝(C)对接焊缝和角焊缝 (D)连续焊缝和断续焊缝11 焊接结构的疲劳强度的大小与——关系不大。
钢结构基础第五章 钢结构的紧固件连接
N T 2
( N1y N1y )
V T
2
N m in
b
第五章 钢结构的紧固件连接
5.2 普通螺栓连接的构造和计算
5.2.3 螺栓群的计算
4. 螺栓群在轴心力作用下 的抗拉计算
n N Nt
b
5. 螺栓群在轴心力作用下 的抗拉计算 假定：中和轴在最下排 螺栓处
N
M 1
M y1 m y
第五章 钢结构的紧固件连接
5.2 普通螺栓连接的构造和计算
5.2.1 螺栓的排列和构造要求
排列要求
受力要求：钢板端部剪断，端距不应小于2d0；受拉时， 栓距和线距不应过小；受压时，沿作用力方向的栓距不 宜过大。 构造要求：栓距和线距不宜过大 施工要求：有一定的施工空间
第五章 钢结构的紧固件连接
图5-3 螺栓连接的 破坏情况
第五章 钢结构的紧固件连接
5.2 普通螺栓连接的构造和计算
5.2.2 普通螺栓连接受剪、受拉时的工作性能
1. 抗剪螺栓连接 受力状态：弹性时两端大而 中间小，进入塑性阶段后， 因内力重分布使各螺栓受力 趋于均匀。 为防止“解钮扣”破坏，当 连接长度l1较大时，应将螺栓 的承载力乘以折减系数。
第五章 钢结构的紧固件连接
5.3 高强度螺栓连接的性能和计算
5.3.1 高强度螺栓连接的性能
2. 高强度螺栓连接的摩擦面抗滑移系数 对于承压型连接，只要求清除油污及浮锈 对于摩擦型连接，对摩擦面抗滑移系数有要求 3. 高强度螺栓的排列 要求同普通螺栓，同样要考虑连接长度对承载力的不 利影响。
N t N1
M
M y1
m
yi
2
Nt
( N1y N1y )
V T
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b
第五章 钢结构的紧固件连接
5.2 普通螺栓连接的构造和计算
5.2.3 螺栓群的计算
4. 螺栓群在轴心力作用下 的抗拉计算
n N Nt
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5. 螺栓群在轴心力作用下 的抗拉计算 假定：中和轴在最下排 螺栓处
N
M 1
M y1 m y
第五章 钢结构的紧固件连接
5.2 普通螺栓连接的构造和计算
5.2.1 螺栓的排列和构造要求
排列要求
受力要求：钢板端部剪断，端距不应小于2d0；受拉时， 栓距和线距不应过小；受压时，沿作用力方向的栓距不 宜过大。 构造要求：栓距和线距不宜过大 施工要求：有一定的施工空间
第五章 钢结构的紧固件连接
图5-3 螺栓连接的 破坏情况
第五章 钢结构的紧固件连接
5.2 普通螺栓连接的构造和计算
5.2.2 普通螺栓连接受剪、受拉时的工作性能
1. 抗剪螺栓连接 受力状态：弹性时两端大而 中间小，进入塑性阶段后， 因内力重分布使各螺栓受力 趋于均匀。 为防止“解钮扣”破坏，当 连接长度l1较大时，应将螺栓 的承载力乘以折减系数。
第五章 钢结构的紧固件连接
5.3 高强度螺栓连接的性能和计算
5.3.1 高强度螺栓连接的性能
2. 高强度螺栓连接的摩擦面抗滑移系数 对于承压型连接，只要求清除油污及浮锈 对于摩擦型连接，对摩擦面抗滑移系数有要求 3. 高强度螺栓的排列 要求同普通螺栓，同样要考虑连接长度对承载力的不 利影响。
N t N1
M
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m
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2
Nt
第五章-钢结构受弯构件
根据主梁和次梁的排列情况，梁格可分为三
种类型：
(1)单向梁格
只有主梁，适用于
楼盖或平台结构的
横向尺寸较小或面板
跨度较大的情况。
(2)双向梁格
有主梁及一个方向的次梁，次梁由主梁支承， 是最为常用的梁格类型。
(3)复式梁格
在主梁间设纵向次梁，纵向次梁间再设横向
次梁。荷载传递层次多，梁格构造复杂，故应用 较少，只适用于荷载重和主梁间距很大的情况
v5q kl35•q kl2• lM kl v
l 38 E x4 I48 8 E x I1E 0 x Il 对变截面简支梁：
v l1M E 0 klx I12 3I5 xI xIx1 v l
5.4 梁的整体稳定承载力
5.3.1 梁整体稳定的概念 为了提高抗弯强度，节省钢材，钢梁截面一
时，应取 x =1.0。 钢材牌号所指屈服点 f y ,
即不分钢材厚度一律取为；Q235钢，235；Q345 钢，345；Q390钢，390；Q420钢，420。
②直接承受动力荷载且需要计算疲劳的梁，
例如重级工作制吊车梁，塑性深入截面将使钢材
发生硬化，促使疲劳断裂提前出现，因此按式
(6.4)和式(6.5)计算时，取 x = y =1.0，
等)，应按下式验算该处的折算应力：
2c 2c 3 21f
M xh0
W nx h
1 —验算折算应力的强度设计值增大系数。
当
与
异号时，取
c
1
=1.2；当
与同
号或 =0时，取 c =1.1。 1
当其异号时，其塑性变形能力比其同号时大，
因此前者的值大于后者。
5.2.2 梁的刚度
对等截面简支梁：
(完整版)钢结构第5章课后答案
P1875.1解：1.计算截面特征值：A=2⨯300⨯16+1200⨯10=21600mm 2I x =(300⨯12323-290⨯12003)/12=4.989⨯109mm 4W x = I x /616=8.099⨯106 mm 3Iy=(1200⨯103+2⨯16⨯3003)/12=72.10⨯106 mm 4iy=( Iy/A)1/2=57.76mmλy=l 1/iy=7200/57.76=124.65梁自重q=A γ=21.6⨯10-6⨯77=1.663⨯10-3kN/m2.求梁最大弯矩M=P l /4=(设计值)650⨯7.2/4+1.2⨯1.663⨯10-3⨯7.22/8=1170+12.93=1182.93kN.m3.验算梁的整体稳定跨中无侧向支撑，荷载作用在梁上翼缘，钢材Q235l 1/b=24>13 不满足表5.9不需要验算的条件要求满足 σ=M/ϕb W ≤f焊接工字组合截面整体稳定系数βb 梁整体稳定的等效临界弯矩系数计算 ξ=l 1t 1/b 1h=7200⨯16/300⨯1232=0.312<2查P122表5.6 得 βb =0.73+0.18ξ=0.786，ηb ——截面不对称系数，ηb =0。
=0.765>0.6 （截面已进入塑性，修正ϕ'b ）ϕ'b =1.07-0.282/ϕb =0.701σ=M/ϕ'b W=1182.93⨯106/0.701⨯8.099⨯106 =208.35 N/mm 2<215 N/mm 2满足要求 （结论要给）5.2解：y b 21y x 2yb b 235])4.4(1[4320f h t W Ah ⋅++⋅⋅=ηλλβφy b 21y x 2yb b 235])4.4(1[4320f h t W Ah ⋅++⋅⋅=ηλλβφ1.初选截面：标准值q d=3⨯3=9kN/m；q L=20⨯3=60KN/m设计值q d=1.2⨯3⨯3=10.8kN/m；q L=1.3⨯20⨯3=78KN/mM=(10.8+78)⨯62/8=399.6 kN.m钢材Q345-B，f =310N/ mm2W=M/f =399.6⨯106/310=1289⨯103/ mm3选择HM450⨯200(446⨯199) ，梁自重84.95kg/m2.验算构件：(1) 整体稳定钢筋混凝土板与次梁焊接，能保证整体稳定。
钢结构第五章_轴心受力构件详解
得欧拉临界力和临界应力：
Ncr
NE
2 EI l2
2 EA
2
cr
E
2E 2
(4 7) (4 8)
上式中，假定材料满足虎克定律，E为常量，因此当
截面应力超过钢材的比例极限 fp 后，欧拉临界力公式不 再适用。
第五章 钢柱与钢压杆
3、初始缺陷、加工条件和截面形式对压杆稳定都有影响
初
力学缺陷：残余应力、材料不均匀等
钢结构中理想的轴心受压构件的失稳，也叫发生屈 曲。理想的轴心受压构件有三种屈曲形式，即：弯曲屈 曲，扭转屈曲，弯扭屈曲。
第五章 钢柱与钢压杆
（1）弯曲屈曲——只发生弯曲变形，截面只绕一个 主轴旋转，杆纵轴由直线变为曲线，是双轴对称截面常 见的失稳形式。
图14
第五章 钢柱与钢压杆
图15整体弯曲屈曲实例
图1桁架
第五章 钢柱与钢压杆
图2 网架
图3 塔架
第五章 钢柱与钢压杆
图4 临时天桥
第五章 钢柱与钢压杆
图5 固定天桥
第五章 钢柱与钢压杆
图6 脚手架
第五章 钢柱与钢压杆
图7 桥
第五章 钢柱与钢压杆
5.1.2 轴心受力构件类型 轴心受力构件包括轴心受压杆和轴心受拉杆。 轴心受拉 ：桁架、拉杆、网架、塔架（二力杆） 轴心受压 ：桁架压杆、工作平台柱、各种结构柱
第五章 钢柱与钢压杆
5.1钢柱与钢压杆的应用和构造形式
本节目录
1. 轴心受力构件的应用 2. 轴心受力构件类型 3. 轴心受力构件的截面形式 4. 轴心受力构件的计算内容
基本要求
了解轴心受力构件的类型、应用。
掌握计算内容
第五章 钢柱与钢压杆
5.1.1 轴心受力构件的应用
钢结构第五章
悬臂梁受均布荷载或自由端受集中荷载作用时，自由端最大 挠度分别为
17
v 1 pkl3 l 8 EIx
v 1 pkl2 l 3 EIx
式中
v —— 梁的最大挠度。 qk —— 均布荷载标准值。 pk —— 各个集中荷载标准值之和。 l —— 梁的跨度。 E —— 钢材的弹性模量(E 2.06105 N m2 )。 Ix —— 梁的毛截面惯性矩。
第5章 受 弯 构 件
1
5.1 受弯构件的可能破坏形式和影响因素
在荷载作用下，受弯构件可能发生多种形式的破坏，主要 有强度破坏、刚度破坏、整体失稳破坏及局部失稳破坏四 种。所以，钢结构受弯构件除要保证截面的抗弯强度、抗 剪强度外还要保证构件的整体稳定性和受压翼缘板件的局 部稳定要求。对不利用腹板屈曲后强度的构件还要满足腹 板局部稳定要求。这些都属于构件设计的第一极限状态问 题，即承载力极限状态问题。此外受弯构件还要有足够的 刚度，以保证构件的变形不影响正常的使用要求，这属于 构件设计的第二极限状态问题，即正常使用极限状态问题。
22
自由扭转的特点是：
(1)
沿杆件全长扭矩
MZ 相等，单位长度的扭转角
d dz
相等，
并在各截面内引起相同的扭转切应力分布。
(2) 纵向纤维扭转后成为略为倾斜的螺旋线， 较小时近似于 直线，其长度没有改变，因而截面上不产生正应力。
(3) 对一般的截面(圆形、圆管形截面和某些特殊截面例外) 情况，截面将发生翘曲，即原为平面的横截面不再保持平 面而成为凹凸不平的截面。
(4) 与纵向纤维长度不变相适应，沿杆件全长各截面将有不 完全相同的翘曲情况。
23
2. 约束扭转
当受扭构件不满足自由扭转的两个条件时，将会产生约束扭 转。以下图所示工字形截面的悬臂构件为例加以说明。
钢结构第5章(带答案)
第5章 受弯构件1 梁截面高度的确定应考虑三种参考高度，是指由建筑确定的最大梁高；由刚度确定的最小梁高 ；由用料最省确定的经济梁高 。
2 梁腹板中，设置横向加劲肋对防止剪力引起的局部失稳有效，设置纵向加劲肋对防止弯矩引起的局部失稳有效。
3 梁整体稳定判别式11b l 中，1l 是受压翼缘自由长度，1b 是受压翼缘梁宽。
4 当w t h 0大于80y f 235但小于120y f 235时，应在梁的腹板上配置横向向加劲肋。
5 在工字形梁弯矩、剪力都比较大的截面中，除了要验算正应力和剪应力外，还要在翼缘与腹板相交处验算折算应力。
6 对无集中荷载作用的焊接工字形截面梁，当其腹板高厚比：80y f 235≤w t h 0≤120y f 235时，腹板将在剪力作用下失去局部稳定。
7 受均布荷载作用的简支梁，如要改变截面，应在距支座约六分之一梁长处改变截面较为经济。
8 组合梁当w t h 0大于150时，除配置横向加劲肋外，在弯矩大的受压区应配置纵向加劲肋。
9 梁的正应力计算公式为：nxx X W M γ≤f ，式中：x γ是截面塑性发展系数，nx W 是净截面抗弯模量。
10 对承受静力荷载或间接承受动力荷载的钢梁，允许考虑部分截面发展塑性变形，在计算中引入塑性发展系数。
11 按构造要求，组合梁腹板横向加劲肋间距不得小于0.5h0。
12 组合梁腹板的纵向加劲肋与受压翼缘的距离应在0.2~0.25ho 之间。
13 当组合梁腹板高厚比w t h 0≤80y f 235时，对一般梁可不配置加劲肋。
14 提高梁整体稳定的措施主要有1.增加受压翼缘的宽度；2在受压翼缘设置侧向支撑 。
15 焊接工字形等截面简支梁的b ϕ为：yb y x y b b f h t W Ah 235])4.4(1[4320212⨯++=ηλλβϕ，b β考虑的是等效临界弯矩系数，b η考虑的是不对称系数。
16 影响梁弯扭屈曲临界弯矩的主要因素有侧向抗弯刚度、抗扭刚度；梁的支座情况 ；荷载作用种类；荷载作用位置；受压翼缘的自由长度。
中南大学《钢结构原理》课件第五章 轴心受力构件
☆措施(确保长细比不是很小，不扭转失稳)
y (x ) 5.07b / t
☆长细较大时，弯曲失稳起控制作用，作弯曲失稳验算。
中南大学桥梁工程系
第五章 轴心受力构件
5.5 轴心受压构件局部稳定性
1、局部稳定的概念
轴心受压柱局部屈曲变形
轴心受压构件翼缘的凸曲现象
中南大学桥梁工程系
第五章 轴心受力构件
1916年因施工问题又发生一次倒塌事故。
前苏联在1951～1977年间共发生59起重大钢结构事故，有17起 属稳定问题。
（设计、制作、安装或使用不当都可能引发稳定事故）
例如：
1957年前苏联古比雪夫列宁冶金厂锻压车间，7榀1200m2屋盖塌落。 起因是一对尺寸相同的拉压杆装配颠倒。 1974年，苏联一个俱乐部观众厅24×39m钢屋盖倒塌。起因是受力 较大的钢屋架端斜杆失稳。
中南大学桥梁工程系
第五章 轴心受力构件
•荷载初始偏心降低稳定承载力
vm e0 (sec
2
N 1) NE
中南大学桥梁工程系
第五章 轴心受力构件
•残余应力降低稳定承载力
中南大学桥梁工程系
第五章 轴心受力构件
（1）使部分截面提前进入塑性状态，截面的弹性区域减少， 干扰后只有弹性区产生抗力增量，故降低了稳定承载力。
N 1 fy A Ry
N 1 fu An Ru
偏安全简化处理
N 1 fy f An Ry
中南大学桥梁工程系
第五章 轴心受力构件
2、刚度计算
•刚度计算的目的：保证在安装、使用过程中正常使用要求
•实例1：九江桥主拱吊杆涡振现象
中南大学桥梁工程系
第五章 轴心受力构件
y (x ) 5.07b / t
☆长细较大时，弯曲失稳起控制作用，作弯曲失稳验算。
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第五章 轴心受力构件
5.5 轴心受压构件局部稳定性
1、局部稳定的概念
轴心受压柱局部屈曲变形
轴心受压构件翼缘的凸曲现象
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第五章 轴心受力构件
1916年因施工问题又发生一次倒塌事故。
前苏联在1951～1977年间共发生59起重大钢结构事故，有17起 属稳定问题。
（设计、制作、安装或使用不当都可能引发稳定事故）
例如：
1957年前苏联古比雪夫列宁冶金厂锻压车间，7榀1200m2屋盖塌落。 起因是一对尺寸相同的拉压杆装配颠倒。 1974年，苏联一个俱乐部观众厅24×39m钢屋盖倒塌。起因是受力 较大的钢屋架端斜杆失稳。
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第五章 轴心受力构件
•荷载初始偏心降低稳定承载力
vm e0 (sec
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第五章 轴心受力构件
•残余应力降低稳定承载力
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第五章 轴心受力构件
（1）使部分截面提前进入塑性状态，截面的弹性区域减少， 干扰后只有弹性区产生抗力增量，故降低了稳定承载力。
N 1 fy A Ry
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偏安全简化处理
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第五章 轴心受力构件
2、刚度计算
•刚度计算的目的：保证在安装、使用过程中正常使用要求
•实例1：九江桥主拱吊杆涡振现象
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第五章 轴心受力构件
钢结构工程施工第5章 钢结构安装常用机具设备
钢结构工程施工
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图5.3 地锚形式
钢结构工程施工
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②作业场地应坚实平整。 用钢管制成的桅杆式起重机，起重高度可达25 m，起重量可达100 kN； ⑨行驶时，底盘走台上严禁载人或物。 ③作业前，应伸出全部支腿，并在撑脚下垫合适的方木。
钢结构工程施工
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5.6.6 钢丝绳是吊装中的主要绳索，具有强度高、弹 性大、韧性好、耐磨、能承受冲击荷载、工作可靠
结构吊装中常用的钢丝绳是由6束绳股和一根 绳芯(一般为麻芯)捻成。每束绳股由高强钢丝捻成。
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钢结构工程施工
5.6.4 倒 定滑车可以改变力的方向，但不能省力；
吊钩常用优质碳素钢锻制而成，分单吊钩和双吊钩两种。
倒链又称手拉葫芦、神仙葫芦,用来起吊轻型 ⑧作业后，收回全部起重臂，收回支腿，挂牢吊钩，撑牢车架尾部两撑杆并锁定。
③作业前，应伸出全部支腿，并在撑脚下垫合适的方木。 慢速卷扬机多为单筒式，钢丝绳牵引速度为6. ②作业场地应坚实平整。 按使用方式不同可分为定滑车、动滑车。
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钢结构工程施工
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5.6.2 电动卷扬机按其速度可分为快速、中速、慢速。 快速卷扬机可分为单筒和双筒，钢丝绳牵引速度为 25～50 m/min，单头牵引力为4～80 kN，可用于 垂直运输和水平运输等用。慢速卷扬机多为单筒式， 钢丝绳牵引速度为6.5～22 m/min，单头牵引力为 5～10 kN 单筒慢速卷扬机技术参数见表5.11
建筑业10项新技术(2017)宣贯2
第6章 机电安装工程技术
第7章 绿色施工技术
按节水、节材、节能、节地、环境保护的顺序，选择了节水、建筑垃圾减量化等 技术，突出可循环、低碳技术，选用施工现场标准化、工具式防护技术。 2010版 7.1 封闭降水及水收集综合利用技术（新增） 7.2 建筑垃圾减量化与资源化利用技术（保留调整） 7.3 施工现场太阳能、空气能利用技术（新增） 7.4 施工扬尘控制技术（新增） 7.5 施工噪声控制技术（新增） 7.6 绿色施工在线监测评价技术（新增） 7.7 工具式定型化临时设施技术（新增） 7.8 垃圾管道垂直运输技术（新增） 7.9 透水混凝土与植生混凝土应用技术（新增） 7.10 混凝土楼地面一次成型技术（新增） 7.11 建筑物墙体免抹灰技术（新增）
5.3 钢结构智能测量技术（新增） 传统测量手段越来越无法满足日新月异的钢结构施工需求。采用基于测量机 器人、卫星定位系统、三维激光扫描、物联网、无线数据传输、多源信息融 合等技术的一整套钢结构智能测量技术，可以实现高精度、高效率的钢结构 施工定位、姿态检测、结构监测等测量工作。
第5章 钢结构技术
第6章 机电安装工程技术
6.11 建筑机电系统全过程调试 技术 建筑机电系统全过程调试技术覆 盖建筑机电系统的方案设计阶段、 设计阶段、施工阶段和运行维护 阶段，其执行者可以由独立的第 三方、业主、设计方、总承包商 或机电分包商等承担。目前最常 见的是业主聘请独立第三方顾问， 即调试顾问作为调试管理方。
第6章 机电安装工程技术
第6章 机电安装工程技术
6.4 工业化成品支吊架技术 装配式成品支吊架由管道连接的管夹构件、建筑结构连接的锚 固件以及将这两种结构件连接起来的承载构件、减震（振）构 件、绝热构件以及辅助安装件构成。该技术满足不同规格的风 管、桥架、工艺管道的应用，特别是在错综复杂的管路定位和 狭小管井、吊顶施工，更可发挥灵活组合技术的优越性。近年 来，在机场、大型工业厂房等领域已开始应用复合式支吊架技 术，可以相对有效地化解管线集中安装与空间紧张的矛盾。复 合式管线支吊架系统具有吊杆不重复、与结构连接点少、空间 节约、后期管线维护简单、扩容方便、整体质量及观感好等特 点。
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1）圆平垫圈。一般放置于紧固螺栓头及螺母的支承面下面，用以增加螺 栓头及螺母的支承面。
6
2）方形垫圈。一般置于地脚螺栓头及螺母支承面下、用以增加支承面及遮盖较 大螺栓孔眼。
3）斜垫圈。主要用于工字钢、槽钢翼缘倾斜面的垫平，使螺母支承面垂直于螺 杆，避免紧固时造成螺母支承面和被连接的倾斜面局部接触。
用钢丝穿入各螺钉头部的孔内，将各螺钉串联起来， 使其相互制动。但需注意钢丝的穿入方向。
特点： 适用于螺钉组联接，但是拆卸不方便。
第5章钢结构连接
钢结构的构件是由型钢、钢板等通过连接（connections）构成的，各构件再通过安装连接架构 成整个结构。在进行连接的设计时，必须遵循安全可靠、传力明确、构造简单、制造方便和节约钢材 的原则。
钢结构的连接方法可分为焊接连接、铆钉连接、螺栓连接以及轻型钢结构用的紧固件连接等。
2
目前以焊接连接应用最为广泛，螺栓其次。铆钉连接由于费工费料，在建筑结构中基本 已经不采用。
bolted
（一）基本知识
1．普通螺栓
（1）螺栓按照性能等级分3.6、4.6、4.8、5.6、5.8、6.8、8.8、9.8、10.9、12.9等十个等级。小数点 前的数字表示螺栓材料的最低抗拉强度fu,4即为400N/mm2；小数点及后面的数字（0.6、0.8等）则 表示材料的屈强比。
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（2）螺栓的代号用字母M与公称直径的毫米数表示，如M16、M18等，常用的螺栓是M16， M20和M24。
(a)焊缝连接；
(b)铆钉连接； (c)螺栓连接； (d)紧固件连接 钢结构的连接方法
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任务一 螺栓连接
螺栓连接分普通螺栓连接（bolted
connections）和高强度螺栓连接（high-strength
connections）两种。
一、普通螺栓连接
普通螺栓连接的连接件包括螺栓杆、螺母和垫圈。
栓直径规格应尽可能少，有的还需要适当归类，便于施工和管理；一般情况螺栓直径应与被连接件 的厚度相匹配。 （2）螺栓长度通常是指螺栓螺头内侧面到螺杆端头的长度，一般都是以5mm进制。从螺栓的标准 规格上可以看出，螺纹的长度基本不变。显而易见，影响螺栓长度的因素主要有：被连接件厚度、 螺母高度、垫圈的数量及厚度等。
（3）普通螺栓按产品质量和制作公差的不同，分为A级和B级（精制螺栓）、C级（粗制螺栓）。 钢结构用连接螺栓，除特殊注明外，一般即为普通粗制C级螺栓。
双头螺栓
六角头螺栓
沉头螺栓
地脚螺栓
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2．螺母 公称高度应≥0.8D，螺母的螺纹应和螺栓相一致，一般应为粗牙螺纹。螺
母的机械性能主要是螺母的保证应力和硬度。 3．垫圈 常用钢结构螺栓连接的垫圈，按形状及其使用功能可以分成以下几类：
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B、弹簧垫圈（spring washer） 原理： 螺母拧紧后，靠垫圈压平而产生的弹性反力使旋合螺 纹间压紧。同时垫圈斜口的尖端抵住螺母与被联接件的支承面 也有防松作用。
特点：结构简单，使用方便，但在振动冲击载荷作用下，防松 效果较差，一般用于不甚重要的联接。
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C、自锁螺母 原理：螺母一端制成非圆形收口或开封后径向收口。当 螺母拧紧后，收口涨开，利用收口的回弹力使旋合螺纹 间压紧。
取防松措施。 （4）对于承受动荷载或重要部位的螺栓连接，应按设计要求放置弹簧垫圈，弹簧垫圈必须设置在螺母
一侧。 （5）对于工字钢、槽钢类型应尽量使用斜垫圈，使螺母和螺栓头部的支承面垂直于螺杆。
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2．螺栓直径和长度的选择（P114） （1）螺栓直径的确定原则上应由设计人员按等强度原则通过计算确定，但对某一个工程来讲，螺
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5.防松办法及措施（P117） （1）摩擦防松（By Supplementary Friction ） A、对顶螺母（jam nut ）
原理：两螺母对顶拧紧后，上下两螺母与螺栓螺纹接触面相反，使旋合螺纹间始终受到附加的压力和摩 擦力的作用。 特点：结构简单，适用于平稳、低速和重载的固定装置的联接。
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3．螺栓布置（P115） 螺栓连接接头中螺栓的排列布置主要有并列和交错排列两种形式，螺栓间的间距确定既要考虑连接
效果（连接强度和变形），又要考虑螺栓的施工。
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4．螺栓紧固（P117） 普通螺栓连接对螺栓的紧固力没有要求，因此普通螺栓的紧固施工是以操作工的手感及连接接头的外形
控制为准，即以一个操作工使用普通扳手靠自己的力量拧紧螺母，保证被连接接触面能密贴，无明显间 隙。这种紧固施工方式虽然有很大的随意性，但能满足连接要求。为使连接接头中螺栓受力均匀，螺栓 的紧固次序应从中间开始，对称向两头进行。对大型接头应采用复拧，即两次紧固方法，保证接头内各 个螺栓能均匀受力。
4）弹簧垫圈。防止螺栓拧紧后在动荷载作用下的振动和松动，依靠垫圈的弹性 功能及斜口摩擦面防止螺栓的松动，一般用于有动荷载（振动）或经常拆卸 的结构连接处。在螺母拧紧之后给螺母一个力，增大螺母和螺栓之间的摩擦 力。
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（二）普通螺栓安装施工 1．一般要求（P116） 普通螺栓作为永久性连接螺栓时，应符合下列要求： （1）对一般的螺栓连接，螺栓头和螺母下面应放置平垫圈，以增大承压面积。 （2）螺栓头下面放置的垫圈一般不应多于2个，螺母头下的垫圈一般不应多于1个。 （3）对于设计有要求防松动的螺栓、锚固螺栓应采用有防松装置的螺母或弹簧垫圈，或用人工方法采
特点： 适用于有较大冲击、振动的高速机械中运动部件的联
接。
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B、止动垫圈 原理：
螺母拧紧后，将单耳或双耳止动垫圈分别向螺母和被联接件的 侧面折弯贴紧，即可将螺母锁住。若两个螺栓需要双联锁紧时， 可采用双联止动垫圈，使两个螺母相互制动。
特点： 结构简单，使用方便，防松可靠。
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B、止动垫圈
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C、串联钢丝 原理：
特点：结构简单，防松可靠，可多次装卸而不降低防松性 能。
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C、自锁螺母
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（2）机械防松 By Special Locking Devices
A、开槽螺母与开口销 split cotter pin
原理： 六角开槽螺母拧紧后，将开口销穿入螺栓尾部小
孔和螺母的槽内，并将开口销尾部掰开与螺母侧面 贴紧。
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2）方形垫圈。一般置于地脚螺栓头及螺母支承面下、用以增加支承面及遮盖较 大螺栓孔眼。
3）斜垫圈。主要用于工字钢、槽钢翼缘倾斜面的垫平，使螺母支承面垂直于螺 杆，避免紧固时造成螺母支承面和被连接的倾斜面局部接触。
用钢丝穿入各螺钉头部的孔内，将各螺钉串联起来， 使其相互制动。但需注意钢丝的穿入方向。
特点： 适用于螺钉组联接，但是拆卸不方便。
第5章钢结构连接
钢结构的构件是由型钢、钢板等通过连接（connections）构成的，各构件再通过安装连接架构 成整个结构。在进行连接的设计时，必须遵循安全可靠、传力明确、构造简单、制造方便和节约钢材 的原则。
钢结构的连接方法可分为焊接连接、铆钉连接、螺栓连接以及轻型钢结构用的紧固件连接等。
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目前以焊接连接应用最为广泛，螺栓其次。铆钉连接由于费工费料，在建筑结构中基本 已经不采用。
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（一）基本知识
1．普通螺栓
（1）螺栓按照性能等级分3.6、4.6、4.8、5.6、5.8、6.8、8.8、9.8、10.9、12.9等十个等级。小数点 前的数字表示螺栓材料的最低抗拉强度fu,4即为400N/mm2；小数点及后面的数字（0.6、0.8等）则 表示材料的屈强比。
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（2）螺栓的代号用字母M与公称直径的毫米数表示，如M16、M18等，常用的螺栓是M16， M20和M24。
(a)焊缝连接；
(b)铆钉连接； (c)螺栓连接； (d)紧固件连接 钢结构的连接方法
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任务一 螺栓连接
螺栓连接分普通螺栓连接（bolted
connections）和高强度螺栓连接（high-strength
connections）两种。
一、普通螺栓连接
普通螺栓连接的连接件包括螺栓杆、螺母和垫圈。
栓直径规格应尽可能少，有的还需要适当归类，便于施工和管理；一般情况螺栓直径应与被连接件 的厚度相匹配。 （2）螺栓长度通常是指螺栓螺头内侧面到螺杆端头的长度，一般都是以5mm进制。从螺栓的标准 规格上可以看出，螺纹的长度基本不变。显而易见，影响螺栓长度的因素主要有：被连接件厚度、 螺母高度、垫圈的数量及厚度等。
（3）普通螺栓按产品质量和制作公差的不同，分为A级和B级（精制螺栓）、C级（粗制螺栓）。 钢结构用连接螺栓，除特殊注明外，一般即为普通粗制C级螺栓。
双头螺栓
六角头螺栓
沉头螺栓
地脚螺栓
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2．螺母 公称高度应≥0.8D，螺母的螺纹应和螺栓相一致，一般应为粗牙螺纹。螺
母的机械性能主要是螺母的保证应力和硬度。 3．垫圈 常用钢结构螺栓连接的垫圈，按形状及其使用功能可以分成以下几类：
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B、弹簧垫圈（spring washer） 原理： 螺母拧紧后，靠垫圈压平而产生的弹性反力使旋合螺 纹间压紧。同时垫圈斜口的尖端抵住螺母与被联接件的支承面 也有防松作用。
特点：结构简单，使用方便，但在振动冲击载荷作用下，防松 效果较差，一般用于不甚重要的联接。
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C、自锁螺母 原理：螺母一端制成非圆形收口或开封后径向收口。当 螺母拧紧后，收口涨开，利用收口的回弹力使旋合螺纹 间压紧。
取防松措施。 （4）对于承受动荷载或重要部位的螺栓连接，应按设计要求放置弹簧垫圈，弹簧垫圈必须设置在螺母
一侧。 （5）对于工字钢、槽钢类型应尽量使用斜垫圈，使螺母和螺栓头部的支承面垂直于螺杆。
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2．螺栓直径和长度的选择（P114） （1）螺栓直径的确定原则上应由设计人员按等强度原则通过计算确定，但对某一个工程来讲，螺
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5.防松办法及措施（P117） （1）摩擦防松（By Supplementary Friction ） A、对顶螺母（jam nut ）
原理：两螺母对顶拧紧后，上下两螺母与螺栓螺纹接触面相反，使旋合螺纹间始终受到附加的压力和摩 擦力的作用。 特点：结构简单，适用于平稳、低速和重载的固定装置的联接。
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3．螺栓布置（P115） 螺栓连接接头中螺栓的排列布置主要有并列和交错排列两种形式，螺栓间的间距确定既要考虑连接
效果（连接强度和变形），又要考虑螺栓的施工。
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4．螺栓紧固（P117） 普通螺栓连接对螺栓的紧固力没有要求，因此普通螺栓的紧固施工是以操作工的手感及连接接头的外形
控制为准，即以一个操作工使用普通扳手靠自己的力量拧紧螺母，保证被连接接触面能密贴，无明显间 隙。这种紧固施工方式虽然有很大的随意性，但能满足连接要求。为使连接接头中螺栓受力均匀，螺栓 的紧固次序应从中间开始，对称向两头进行。对大型接头应采用复拧，即两次紧固方法，保证接头内各 个螺栓能均匀受力。
4）弹簧垫圈。防止螺栓拧紧后在动荷载作用下的振动和松动，依靠垫圈的弹性 功能及斜口摩擦面防止螺栓的松动，一般用于有动荷载（振动）或经常拆卸 的结构连接处。在螺母拧紧之后给螺母一个力，增大螺母和螺栓之间的摩擦 力。
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（二）普通螺栓安装施工 1．一般要求（P116） 普通螺栓作为永久性连接螺栓时，应符合下列要求： （1）对一般的螺栓连接，螺栓头和螺母下面应放置平垫圈，以增大承压面积。 （2）螺栓头下面放置的垫圈一般不应多于2个，螺母头下的垫圈一般不应多于1个。 （3）对于设计有要求防松动的螺栓、锚固螺栓应采用有防松装置的螺母或弹簧垫圈，或用人工方法采
特点： 适用于有较大冲击、振动的高速机械中运动部件的联
接。
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B、止动垫圈 原理：
螺母拧紧后，将单耳或双耳止动垫圈分别向螺母和被联接件的 侧面折弯贴紧，即可将螺母锁住。若两个螺栓需要双联锁紧时， 可采用双联止动垫圈，使两个螺母相互制动。
特点： 结构简单，使用方便，防松可靠。
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B、止动垫圈
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C、串联钢丝 原理：
特点：结构简单，防松可靠，可多次装卸而不降低防松性 能。
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C、自锁螺母
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（2）机械防松 By Special Locking Devices
A、开槽螺母与开口销 split cotter pin
原理： 六角开槽螺母拧紧后，将开口销穿入螺栓尾部小
孔和螺母的槽内，并将开口销尾部掰开与螺母侧面 贴紧。