第5章钢结构连接

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。
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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。
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。