钢结构螺栓连接计算
合集下载
钢结构螺栓连接
第三章 钢结构的连接
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 （ fu 800N / mm2 按计10算.9、级设计（方f法u 又10可00N分/为mm：2
f y / fu 0.8 ） f y / fu 0.9 ）
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
(a)
(b)
N1 N2 N
N3 o'
中和轴
(c)
螺栓群承受弯矩和拉力
3.7 普通螺栓连接的工作性能和计算
根据图b情况可得
N1max
min
N n
My1 myi2
式中 yi——每个螺栓到中心的 距离（以形心“O
中心）。
” 为旋转
有两种可能性：
1）当 N1min ＞0时，为小偏心。要求
N1m a x
N
b t
m in
f
b c
——螺栓承压强度设计值。
3.7 普通螺栓连接的工作性能和计算
第三章 钢结构的连接
3.7.1.2 单个螺栓的抗剪承载力
a
b
a
b
c
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 普通螺栓连接的工作性能和计算
第三章 钢结构的连接
3.7.1.3 螺栓群抗剪连接计算
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
3.6 螺栓连接的构造
第三章 钢结构的连接 3.6 螺栓连接的构造
第三章 钢结构的连接 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 （ fu 800N / mm2 按计10算.9、级设计（方f法u 又10可00N分/为mm：2
f y / fu 0.8 ） f y / fu 0.9 ）
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
(a)
(b)
N1 N2 N
N3 o'
中和轴
(c)
螺栓群承受弯矩和拉力
3.7 普通螺栓连接的工作性能和计算
根据图b情况可得
N1max
min
N n
My1 myi2
式中 yi——每个螺栓到中心的 距离（以形心“O
中心）。
” 为旋转
有两种可能性：
1）当 N1min ＞0时，为小偏心。要求
N1m a x
N
b t
m in
f
b c
——螺栓承压强度设计值。
3.7 普通螺栓连接的工作性能和计算
第三章 钢结构的连接
3.7.1.2 单个螺栓的抗剪承载力
a
b
a
b
c
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 普通螺栓连接的工作性能和计算
第三章 钢结构的连接
3.7.1.3 螺栓群抗剪连接计算
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
3.6 螺栓连接的构造
第三章 钢结构的连接 3.6 螺栓连接的构造
第三章 钢结构的连接 3.6 螺栓连接的构造
钢结构的连接-螺栓连接
刨平顶紧 承托(板)
N1 M NNN34中2 y和3 y轴2 y1
受压区
☻M作用下螺栓连接按弹性设计，其假定为： （1）连接板件绝对刚性，螺栓为弹性； （2）螺栓群的中和轴位于最下排螺栓的形心处，各 螺栓所受拉力与其至中和轴的距离呈正比。
显然‘1’号螺栓在M作用下所受拉力最大
1
2
M
3 4
刨平顶紧 承托(板)
x1 r1
N1T r1
n
T x1 rx3；i2 NnnTy
2
i
Nr11(T3rn44)
(3 40)
i 1
i 1
i 1
i 1
由此可得螺栓1的强度验算公式为:
N
2 1Tx
N 1Ty N 1F
2
N
b min
(3 45)
另外,当螺栓布置比较狭长(如y1≥3x1)时,可进行如下 简化计算：
令:xi=0，则N1Ty=0
由力学及假定可得：
N1 M NNN34中2 y和3 y轴2 y1
受压区
N1 N2 N3 Nn
y1
y2
y3
yn
(3 52)
M N 1 y1 N 2 y2 N n yn (3 53)
由式3--52得:
N2
N1 y1
y2；N 3
N1 y1
y3；
Nn
N1 y1
yn
(3 54)
将式3--54代入式3--53得:
(3 42)
y 1 N1Tx
r1
N1T
N1Tx
T r1
n
n
x
2 i
y1
y
2 i
r1
T y1
n
钢结构用的高强螺栓计划怎么计算
钢结构用的高强螺栓计划怎么提？长度计算？
数量是数出来的哦，然后加一定余量，普通螺栓一般加3%，高强螺栓比较贵，所以就看着加一些就行了。
选用螺栓的长度应为紧固连接板厚度加上一个螺母和一个垫圈的厚度，并且紧固后要露出不少于两扣螺纹的余长，一般按连接板厚加下表中的增加长度，并取5mm的整倍数。
以下为通过厚度之外所加的数值。
M16 M20 M22 M24
25 30 35 40
4
|评论(1)
钢结构工程工期紧，没买到合适长度的高强螺栓，可否多垫几个垫圈？（不垫的话丝扣长度不够。
）
高强螺栓选定：
长度=连接板层总厚+紧固长度加长值+螺母公称厚度+垫圈个数*垫圈厚度+3*螺纹螺距
扭剪型高强螺栓的垫圈安在螺母一侧，垫圈孔有倒角的一侧应和螺母接触，不得装反；大六角头、高强螺栓的垫圈应安装在螺栓头一侧和螺母一侧，垫圈孔有倒角一侧应和螺栓头接触，不得装反。
楼主需要多垫几个垫圈？建议楼主不宜采用加高强螺栓的垫圈的方法，楼主可以尝试采用增设垫板的方法来补偿长度的过剩，并经设计院验算。
另外，楼主螺栓过长产生的空间使用需要认真考虑，楼主螺栓的使用量有多大，尚不清楚。
钢结构螺栓连接规范
50、85
55、37
k
公称
7、5
10
12、5
14
15
17
18、7
max
7、95
10、75
13、40
14、90
15、90
17、90
19、75
min
7、05
9、25
11、60
13、10
14、10
16、10
17、65
r
min
1、0
1、0
1、5
1、5
1、5
2、0
2、0
s
max
21
27
34
36
41
46
50
min
GB/T3632-1995
钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副
10、9S
M16-M24
一件螺栓;一件螺母;一件垫圈
GB/T3633-1995
钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副技术条件
2、材料
类型
性能等级
螺纹规格
选用材料
螺栓
10、9S
M12~M24
20MntiB
M27~M30
35VB
8、8S
M12~M16
35#
≤0、035
35VB
0、31~0、37
0、17~0、37
0、50~0、90
0、05~0、12
0、001~0、004
≤0、04
≤0、04
35#
0、32~0、40
0、17~0、37
0、50~0、90
≤0、035
≤0、035
45#
0、42~0、50
0、17~0、37
0、50~0、90
55、37
k
公称
7、5
10
12、5
14
15
17
18、7
max
7、95
10、75
13、40
14、90
15、90
17、90
19、75
min
7、05
9、25
11、60
13、10
14、10
16、10
17、65
r
min
1、0
1、0
1、5
1、5
1、5
2、0
2、0
s
max
21
27
34
36
41
46
50
min
GB/T3632-1995
钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副
10、9S
M16-M24
一件螺栓;一件螺母;一件垫圈
GB/T3633-1995
钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副技术条件
2、材料
类型
性能等级
螺纹规格
选用材料
螺栓
10、9S
M12~M24
20MntiB
M27~M30
35VB
8、8S
M12~M16
35#
≤0、035
35VB
0、31~0、37
0、17~0、37
0、50~0、90
0、05~0、12
0、001~0、004
≤0、04
≤0、04
35#
0、32~0、40
0、17~0、37
0、50~0、90
≤0、035
≤0、035
45#
0、42~0、50
0、17~0、37
0、50~0、90
钢结构螺栓连接设计与计算
螺栓连接的计算——普通螺栓
抗剪螺栓的破坏形式
螺栓连接的计算——普通螺栓
一个螺栓的抗剪承载力
螺栓连接的计算——普通螺栓
螺栓连接的计算——普通螺栓
受轴心剪力螺栓群强度计算
螺栓连接的计算——普通螺栓
受轴心剪力螺栓群强度计算ຫໍສະໝຸດ 螺栓连接的计算——普通螺栓
螺栓连接的计算——普通螺栓
在剪力和扭矩共同作用下的螺栓群
螺栓连接的计算——普通螺栓
螺栓连接的计算——普通螺栓
螺栓连接的计算——普通螺栓
螺栓连接的计算——普通螺栓
普通螺栓按受力方式不同分为三类： 1. 抗剪螺栓 2. 抗拉螺栓 3. 同时承受剪力和拉力
螺栓连接的计算——普通螺栓
螺栓连接的计算——普通螺栓
螺栓连接的计算——普通螺栓
抗拉螺栓强度校核
螺栓连接的计算——高强螺栓
高强度螺栓群强度计算
除单个螺栓强度设计值与普通螺栓不同外，其余与普通螺栓计算相同。
螺栓连接的计算——高强螺栓
高强螺栓受弯矩作用下，与普通螺栓不同
螺栓连接的计算——高强螺栓
螺栓连接的计算——高强螺栓
螺栓连接的计算——高强螺栓
高强螺栓净截面强度验算
THE END
钢结构螺栓连接设计与计算
螺栓连接的分类 螺栓连接的构造要求 螺栓连接的计算
内容概要
螺栓连接的分类 螺栓连接的构造要求 螺栓连接的计算
螺栓的分类
螺栓连接分为：
螺栓连接的分类
普通螺栓：通过螺栓杆的抗剪和抗压来传递力。
高强螺栓：利用拧紧螺栓使栓杆中产生高的预拉力，从而使被连接板件 间的剪力由螺母压紧连接的板叠间所产生的摩擦力来传递。
螺栓连接的计算——高强螺栓
钢结构的连接螺栓连接
yn
M N1 y1
y12 y22 yn2
N1 y1
n
yi2
i 1
N1
M y1
n
yi2
i 1
1号螺栓强度验算：
N1
N
b t
一般螺栓群在偏心拉力作用
N1F
F e
1 2 3 4
F M
刨平顶紧 F
承托(板)
可采用偏于安全旳设计措施，即叠加法。
N1M
N2M
y1
N3M
N4M
M=F·e
N1 N1F
材为Q235钢，采用M 22普通螺栓 （C级），螺栓孔直径d0 24mm。 N
此连接承受的静力荷载设计值为
340
260 10
N
10
t 12
N 900kN。
解：查附表1.3得：fvb 140N / mm2
f
b c
305N
/
mm2
一个螺栓的抗剪承载力设计值为
N
t 20
N
N
530
t 12
N /2
T y1
n
xi2
n
yi2
i 1
i 1
i 1
i 1
N1Ty
T r1
n
xi2
n
yi2
x1 r1
T
n
xi2
x1
n
yi2
i 1
i 1
i 1
i 1
y1 r1
N1Tx N1T
x N1Ty
T
螺栓1旳强度验算公式为:
N12Tx
N1Ty N1F
2
N
b min
当螺栓布置比较狭长(如y1≥3x1)时, 可令:xi=0，则N1Ty=0
钢结构螺栓连接规范
min
22.78
29.56
37.29
39.55
45.20
50.85
55.37
m
max
12.3
17.1
20.7
23.6
24.2
27.6
30.7
min
11.87
16.4
19.4
22.3
22.9
26.3
29.1
s
max
21
27
34
36
41Βιβλιοθήκη 4650min20.16
26.16
33
35
40
45
49
6.GB/T1230-91 钢结构用高强度垫圈型式尺寸
钢结构高强度螺栓连接施工工艺标准
高强度螺栓连接副的安装
1.高强度螺栓长度应按下式计算
L=L’+ΔL
式中L’——连接板层总厚度
ΔL——附加长度
ΔL=m+ns+3p
M——高强度螺母公称厚度；
N——垫圈个数，扭剪型高强度螺栓为1，高强度大六角螺栓为2；
S——高强度垫圈公称厚度；
P——螺纹的螺距
螺栓螺母性能表
20.16
20.16
33
35
40
45
49
b
L公称
＜45
≥45
＜55
≥55
＜65
≥65
﹤70
≥70
＜75
≥75
＜80
≥80
＜85
≥85
公称
25
30
30
35
35
40
40
45
45
50
50
55
22.78
29.56
37.29
39.55
45.20
50.85
55.37
m
max
12.3
17.1
20.7
23.6
24.2
27.6
30.7
min
11.87
16.4
19.4
22.3
22.9
26.3
29.1
s
max
21
27
34
36
41Βιβλιοθήκη 4650min20.16
26.16
33
35
40
45
49
6.GB/T1230-91 钢结构用高强度垫圈型式尺寸
钢结构高强度螺栓连接施工工艺标准
高强度螺栓连接副的安装
1.高强度螺栓长度应按下式计算
L=L’+ΔL
式中L’——连接板层总厚度
ΔL——附加长度
ΔL=m+ns+3p
M——高强度螺母公称厚度；
N——垫圈个数，扭剪型高强度螺栓为1，高强度大六角螺栓为2；
S——高强度垫圈公称厚度；
P——螺纹的螺距
螺栓螺母性能表
20.16
20.16
33
35
40
45
49
b
L公称
＜45
≥45
＜55
≥55
＜65
≥65
﹤70
≥70
＜75
≥75
＜80
≥80
＜85
≥85
公称
25
30
30
35
35
40
40
45
45
50
50
55
钢结构连接计算书(螺栓)
钢结构连接计算书(螺栓)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1钢结构连接计算书一、连接件类别：普通螺栓。
二、普通螺栓连接计算：1、普通螺栓受剪连接时，每个普通螺栓的承载力设计值，应取抗剪和承压承载力设计值中的较小者。
受剪承载力设计值应按下式计算：式中 d──螺栓杆直径,取 d = mm；n v──受剪面数目，取 n v = ；f v b──螺栓的抗剪强度设计值，取 f v b= N/mm2；计算得：N v b = ×××4= N；承压承载力设计值应按下式计算：式中 d──螺栓杆直径,取 d = mm；∑t──在同一受力方向的承压构件的较小总厚度，取∑t= mm；f c b──普通螺栓的抗压强度设计值，取 f c b= N/mm2；计算得：N c b = ××= N；故: 普通螺栓的承载力设计值取 N；2、普通螺栓杆轴方向受拉连接时，每个普通螺栓的承载力设计值应按下式计算：式中普通螺栓或锚栓在螺纹处的有效直径，取 de= mm；f t b──普通螺栓的抗拉强度设计值，取 f t b= N/mm2；计算得：N t b = ×× / 4 = N；3、普通螺栓同时受剪和受拉连接时，每个普通螺栓同时承受剪力和杆轴方向拉力应符合下式要求：式中 N v──普通螺栓所承受的剪力，取 N v= kN =×103 N；N t──普通螺栓所承受的拉力，取 N t= kN =×103 N；[(N v/N v b)2+(Nt/Nt b)2]1/2=[×103/2+×103/2]1/2 = ≤ 1；N v = N ≤ N c b = N；所以，普通螺栓承载力验算满足要求！。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
a类为残余应力影响较小，c类为残余应力影响较大， 并有弯扭失稳影响，a、c类之间为b类，d类厚板工字钢绕 弱轴。
《规范》计算公式
σ N N cr Ncr f y φ f A ArR Af yrR
ψ按λ计算
λ
x( y)
l0 x (0 y ) ix( y)
φ Ncr σ cr Af y f y
最大承载力： NV
Nb min
min
N
b V
;
N
b C
轴力作用受剪螺栓群的连接计算
受力特性：沿受力方向，受力分配不均，两端大中间小，
在一定范围内，靠塑变可以均布内力，过大时，设计计算
时仍按均布，但强度需乘折减系数β，当l1≥15d0时：
β 1.1 l1 0.7 150d0
第一节 概 述 第二节 轴心受力构件的强度与刚度 第三节 实腹式轴心受压构件的整体稳定 第四节 实腹式轴心受压构件的局部稳定 第五节 实腹式轴心受压构件的截面设计 第六节 格构式轴心受压构件
第一节 概 述
轴心受力构件分轴心受拉及受压两类构件，作为一种受力构 件，就应满足承载能力与正常使用两种极限状态的要求。
第七节 高强度螺栓连接
一、概述
按受力特性分：摩擦型与承压型 抗剪连接时摩擦型以板件间最大摩擦力为承载力极限状态；
承压型允许克服最大摩擦力后，以螺杆抗剪与孔壁承压破坏 为承载力极限状态（同普通螺栓）。受拉时两者无区别。 高强螺栓采用Ⅱ级孔，便于施工。 受传力机理的要求，构造上除连接板的边、端距≥1.5d0外其 它同普通螺栓。 高强螺栓的材料与强度等级 由高强材料经热处理制成，按强度等级分10.9与8.8级。 10.9级一般为20MnTiB、40Cr等材料，fu≥1000N/mm2， fu/fy≥0.9；8.8级一般为45＃钢制成， fu≥800N/mm2， fu/fy≥0.8。
2、受剪连接 受力性能与破坏形式 五种破坏形式
螺栓受剪破坏 孔壁挤压破坏 连接板净截面破坏 螺栓受弯破坏 连接板冲剪破坏
t 5d
e 2d
t 5d
单个受剪螺栓的承载力计算
螺栓抗剪：
N
b V
nV
πd 2 4
f
b V
孔壁承压：
N
b C
d
t fCb
3、实际构件的整体稳定
实际构件与理想构件间存在着初始缺陷，缺陷主要有： 初始弯曲、残余应力、初始偏心。
⑴、初始弯曲的影响
EI
d2y dx2
N(
y
v0
sinπ x ) l
0
vm
v0
v
1
v0 N/
N cr
⑵、初始偏心的影响
EI
d2y dx2
N
(
y
e0 )
0
v
e0
secπ 2
Nt
N
b t
0.8P
三、承压型高强螺栓连接
受力性能同普通螺栓，拉剪作用时以栓杆抗剪及孔壁 承压承力；受拉同摩擦型，计算公式总结如表3.11。
本章重点
1、角焊缝的构造与计算； 2、焊接残余应力与变形的产生机理与影响； 2、普通螺栓受剪连接的破坏形式与机理； 3、高强螺栓连接的构造与计算。
第四章轴心受力构件
面（钢板组合与型钢组合截面） 格构式截面又分缀条式截面与缀板式截面
第二节 轴心受力构件的强度与刚度
一、轴心受力构件的强度
以净截面的平均应力强度为准则：即
σ
N
fy
f
二、轴心受力构件的刚度
An r R
以构件的长细比来控制，即
λ
x( y)
l 0x( y) ix( y)
λ
第三节 实腹式轴心受压构件的整体稳定
ix( y)
Ix( y) A
一、稳定问题的概述
所谓的稳定是指结构或构件受载变形后，所处平衡状
态的属性。如图4.4，稳定分稳定平衡、随遇平衡、不稳定 平衡。结构或构件失稳实际上为从稳定平衡状态经过临界平
衡状态，进入不稳定状态，临界状态的荷载即为结构或构件 的稳定极限荷载，构件必须工作在临界荷载之前。
稳定问题为钢结构的重点问题，所有钢结构构件均件均 存在稳定问题，稳定问题分构件的整体稳定和局部稳定。
N n
N
b t
受弯矩作用螺栓连接计算
M m
N1M
y1
N
M2
N
M n
N1M
N
M 2
N
M n
y1
y2
yn
N1M
M y1
m
yi2
N
b t
M、N共同作用（偏心受拉）螺栓计算
•
小偏心：
NM min
M y5 m yi2
N
N 5
N n
• 大偏心:
NM min
二、理想轴心受压构件的整体失稳
1、理想条件：绝对直杆、材料均质、无荷载偏心、无初始应 力、完全弹性。
2、典型失稳形式（p101，图4.5） 弯曲失稳－只有弯曲变形；
扭转失稳－只有扭转变形。
弯扭失稳－弯曲变形的同时伴随有扭转变形。
单对称截面绕对称轴（或不对称截面）弯曲失稳时，由 于截面的形心（内力作用点）与剪心（截面的扭转中心）不 重合，截面内的内力分量相对于剪心产生偏心产生扭矩，从 而产生扭转变形。失稳承载力低于弯曲失稳承载力。
正常使用极限状态的要求用构件的长细比来控制；承载能力 极限状态包括强度、整体稳定、局部稳定三方面的要求。
稳定问题是钢构件的重点问题，所有钢构件都涉及到稳定问 题，是钢构件设计的重点与难点。本章将简单讲述钢结构的 钢结构稳定理论的一般概念，为下序章节打基础。
轴心受力构件的截面分：实腹式与格构式两类（P97图4.2） 实腹式又分型钢截面（包括普通型钢与薄壁型钢），组合截
N1Tx
T x1 xi2 yi2
轴力及剪力作用
N1Nx
N n
N1Vx
V n
轴力扭矩共同作用下最大受力螺栓
N T NV 1
( N1Tx
N1Nx )2
(N1Ty
N1Vy )2
N
b min
受拉螺栓连接
受力性能与承载力
N
b t
1π 4
d
2 e
ftb
Nt
强轴的影响
4、实际轴压构件的工程计算方法
初始弯曲与初始偏心的影响规律相同，按概率理论两
者同时取最大值的几率很小，工程中把初弯曲考虑为最大 （杆长的千分之一）以兼并考虑初弯曲的影响；按弯曲失 稳理论计算，考虑弯扭失稳的影响，同时考虑残余应力的 影响，根据各类影响因素的不同将构件截面类型分为a、b、 c及d四类（详见p112，图4.16及p113，表4.4a）。
高强螺栓的预拉力（P85表3.9）
P
0.9 0.9 0.9 fu Ae 1.2
0.6075 fu Ae
二、摩擦型高强螺栓连接计算
受剪连接计算
一个螺栓抗剪承载力
N
b V
0.9nf
μ
P
连接所n 需 螺NN栓Vb 数
σ净＝ 截面N ,强＝度（：1考0.虑5 n510）％N孔前f传力
M y5 m yi2
N5N
N n
N1
F n
Fey1 m yi2
(
Fey1, m yi,2
)
拉剪共同作用螺栓连接计算
NV
N
b V
2
Nt
N
b t
2
1
NV
V n
N
b C
NV
F n
Nt
Fey1 m yi2
注：此类连接因无支托板，一般应考虑精制螺栓连接，以减 少连接变形。
An
n An
受拉连接高强螺栓计算
由于高强螺栓的基本承载力为摩擦力，而摩擦力预正压力有 关，为保证板件间保留一定的压紧力《规范》规定:
受弯连接结算（形心N轴tb 在0中.8排P）
N
M t
M y1 m yi2
N
b t
0.8P
拉、剪共同作用连接计算
V 0.9n fμ (P 1.25Nt )
第六节 普通螺栓的连接
一、普通螺栓的连接构造 螺栓的规格与表示
钢结构一般选用C级（粗制）六角螺母螺栓，标识用M和 工程直径（mm）表示，例如M16、M20等
螺栓的排列
螺栓的各距应满足规定的要求（P71~72，表3.5~8）
二、受力性能与计算
1、受力分类
螺栓根据作用不同，按螺栓受力可以分为：受剪、受拉及 剪拉共同作用
当l1≥60d0时β＝0.7
连接所需螺栓数量：
n
N
N
b min
连接板净截面强度
σ＝ N f An
扭矩、轴力及剪力共同作用受剪螺栓群计算
T
N1T
r1
N
T 2
r2
N
T n
rn
扭矩作用：
N1T
N
T 2
N
T n
r1
r2
rn