普通螺栓连接构造和计算

§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。

图3.5.1 钢板上的螺栓（铆钉）排列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。

表3.5.1 螺栓或铆钉的最大、小最容许距离注：1 d0为螺栓或铆钉的孔径，t为外层较薄板件的厚度。

2 钢板边缘与刚性构件（如角钢、槽钢等）相连的螺栓或铆钉的最大间距，可按中间排的数值采用。

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。

§3.6 普通螺栓和铆钉连接的构造和计算抗剪连接——板件之间有相对错动的趋势；抗拉连接——板件之间有相互脱开的趋势。

一．普通螺栓（铆钉）的计算1．抗剪螺栓（铆钉）的计算（1）单个螺栓（铆钉）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（钉）杆与孔壁相接触，滑移量取决于栓（钉）杆与孔的间距；3）弹塑性工作阶段（2～3）：螺栓杆既受剪又受弯直到破坏为止。

（2）对一组螺栓连接，有五种可能的破坏形式1）栓杆被剪断；2）被连接板被挤压破坏；3）被连接板被拉（压）破坏；4）被连接板被剪破坏——拉豁；5）栓杆受弯破坏。

tc)（3）针对如上情况，应避免所有破坏的可能性1）栓（钉）杆长度（t ∑）≤05d ——防止受弯破坏； 2）1a ≥02d ，栓距≥03d ——避免拉豁； 3）通过计算保证螺栓（铆钉）抗剪； 4）通过计算保证螺栓（铆钉）抗挤压；5）通过计算保证被连接构件具有足够的拉压强度。

（4）螺栓群受剪计算1）轴心受力基本假定：螺栓群均匀受力。

一个螺栓的抗剪承载能力：bv 2v b v4πn f d N =v n ——剪切面数；d ——螺栓直径；b v f ——螺栓抗剪设计强度。

一个螺栓抗挤压承载能力：b c m in b c f t d N ⋅∑⋅=d ——螺栓直径；m in t ∑——被连接板中受力一侧的总厚度的较小值；b c f ——螺栓承压设计强度。

当受力一边螺栓分布长度0115d l >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：11501.1d l -=β当0160d l >时，取0.7=β这样，设计计算时，对受力最大的螺栓进行验算：max N ≤{}bcb v ,min N N ⋅β2）螺栓群受扭 基本假定：① 被连接板是刚性的； ② 螺栓是弹性的；③ 在扭矩作用下，绕螺栓群中心旋转，每个螺栓受力大小与其到形心的距离成正比，方向垂直于矢径。

三、螺栓连接的构造和计算(一)螺栓的种类在钢结构中应用的螺栓有普通螺栓和高强度螺栓两大类。

普通螺栓又分A级、B级(精制螺栓)和C级(粗制螺栓)两种。

高强度螺栓按连接方式分为摩擦型连接和承压型连接两种。

此外，还有用于钢屋架和钢筋混凝土柱或钢筋混凝土基础处的锚固螺栓(简称锚栓)。

A、B级螺栓采用5.6级和8.8级钢材，C级螺栓采用4.6级和4.8级钢材。

高强度螺栓采用8.8级和10.9级钢材。

10.9级中10表示钢材抗拉极限强度为f u=1000N／mm2，0.9表示钢材屈服强度f y=0.9f u，其他型号以此类推。

锚栓采用Q235或Q345钢材。

A级、B级螺栓(精制螺栓)由毛坯经轧制而成，螺栓杆表面光滑，尺寸较准确，螺孔需用钻模钻成，或在单个零件上先冲成较小的孔，然后在装配好的构件上再扩钻至设计孔径(称I类孔)。

螺杆的直径与孔径间的空隙甚小，只容许0.3mm左右，安装时需轻轻击人孔，既可受剪又可受拉。

但A级、B级螺栓(精制螺栓)制造和安装都较费工，价格昂贵，在钢结构中只用于重要的安装节点处，或承受动力荷载的既受剪又受拉的螺栓连接中。

C级螺栓(粗制螺栓)用圆钢辊压而成，表面较粗糙，尺寸不很精确，其螺孔制作是一次冲成或不用钻模钻成(称Ⅱ类孔)，孔径比螺杆直径大1--2mm，故在剪力作用下剪切变形很大，并有可能个别螺栓先与孔壁接触，承受超额内力而先遭破坏。

由于c级螺栓(粗制螺栓)制造简单，价格便宜，安装方便，常用于各种钢结构工程中，特别适宜于承受沿螺杆轴线方向受拉的连接、可拆卸的连接和临时固定构件用安装连接中。

如在连接中有较大的剪力作用时，考虑到这种螺栓的缺点而改用支托等构造措施以承受剪力，让它只受拉力以发扬它的优点。

C级螺栓亦可用于承受静力荷载或间接动力荷载的次要连接中作为受剪连接。

对直接承受动力荷载的螺栓连接应使用双螺帽或其他能防止螺栓松动的有效措施。

(二)普通螺栓的计算和构造1．普通螺栓连接的工作性能和破坏情况普通螺栓连接按螺栓传力方式，可分为受拉螺栓、受剪螺栓和受拉兼受剪螺栓三种。

§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。

图3.5.1 钢板上的螺栓（铆钉）排列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。

表3.5.1 螺栓或铆钉的最大、小最容许距离注：1 d0为螺栓或铆钉的孔径，t为外层较薄板件的厚度。

2 钢板边缘与刚性构件（如角钢、槽钢等）相连的螺栓或铆钉的最大间距，可按中间排的数值采用。

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。

普通螺栓计算连接的构造和计算1. 引言普通螺栓连接是一种常用的连接方式，在工程设计中起到了重要的作用。

本文将介绍普通螺栓连接的构造和计算方法，帮助读者了解和掌握该连接方式的设计与计算。

2. 普通螺栓连接的构造普通螺栓连接主要由螺栓、螺母和垫圈组成。

螺栓是连接件的主要承载元件，通常为六角头，螺纹部分用来与螺母进行配合。

螺母用于固定螺栓，提供连接件的预紧力。

垫圈则常常被用来均匀分散载荷和防止连接件被损坏。

普通螺栓连接的构造简单，易于安装和拆卸，适用于一些需要经常拆卸的场合。

在一些受力较大的连接中，如机械设备的重要连接、钢结构连接等，普通螺栓连接也是常用的一种方式。

3. 普通螺栓连接的计算普通螺栓连接的计算主要包括两个方面：预紧力计算和连接件受力计算。

3.1 预紧力计算预紧力是指通过旋紧螺母，使螺栓对连接部件产生一种预应力，以增加连接的紧固力。

预紧力的计算需要考虑以下因素：•连接部件的材料和强度等级•螺栓和螺母的强度等级•摩擦系数•连接部件的冲击负荷和振动载荷通过计算和实际经验，确定适宜的预紧力，以确保连接的可靠性和安全性。

3.2 连接件受力计算连接件的受力计算主要考虑以下几个因素：•轴向力：螺栓所承受的轴向载荷是连接件受力的最主要因素，需要根据实际工况计算。

•剪切力：螺栓受到的剪切力与实际载荷和螺纹摩擦力有关，在计算过程中需要考虑这些因素。

•弯曲力：连接件在受到偏心、弯曲和倾斜等力矩作用时，产生的弯曲力也需要被考虑在内。

通过综合考虑以上因素，可以对连接件进行受力分析和计算，以确定合适的螺栓尺寸和材料，保证连接的可靠性和安全性。

4. 总结本文介绍了普通螺栓连接的构造和计算方法。

普通螺栓连接由螺栓、螺母和垫圈组成，适用于许多工程设计中的连接需求。

在设计过程中，需要对预紧力和连接件受力进行计算，以确保连接的可靠性和安全性。

实际操作中，还需要考虑到材料的选用、摩擦系数以及工况等因素。

通过合理的设计和计算，可以达到合适的连接效果。