钢结构设计原理(甲)chapter5oldVIP免费

第5章钢结构的紧固件连接概述紧固件连接包括螺栓、铆钉和销钉等连接，目前主要使用的是螺栓连接。螺栓的种类普通螺栓和高强度螺栓。普通螺栓一般为六角头螺栓，其产品等级分为A、B、C三级。对C级螺栓，钢结构设计规范选用了其中性能等级为4-6和4-8级两种。所谓螺栓的性能等级，其小数点前的数字表示螺栓抗拉强度fub的百分之一，小数点后的数字表示屈强比的10倍。C级为粗制螺栓；A、B级为精制螺栓。钢结构中使用的高强度螺栓有特定的含义，专指在安装过程中使用特制的扳手，能保证螺杆中具有规定的预拉力。常用的高强度螺栓有8-8、10-9级两种。螺栓孔的类别I类、II类孔。精制螺栓用I类孔，I类孔孔径比杆径大0.3~0.5MM。粗制螺栓用II类孔，II类孔孔径比杆径大1.0~1.5MM。高强度螺栓的孔为II类孔，但采用钻成孔，不能采用冲成孔。钢结构连接中常用的螺栓直径为16、18、20、22、24mm等。螺栓连接的种类螺栓连接分普通螺栓连接和高强度螺栓连接两大类。按受力情况又可分为三种：抗剪螺栓连接、抗拉螺栓连接和同时承受剪拉的螺栓连接。普通螺栓连接使用较多的是粗制螺栓（C级）连接。其抗剪连接是依靠螺杆受剪和孔壁承压来承受荷载。其抗拉连接则依靠沿螺杆轴向受拉来承受荷载。粗制螺栓抗剪连接受力后板件间发生一定大小的滑移，因此只适用于不直接承受动力荷载的次要构件连接。而精制螺栓连接受力和传力情况与粗制螺栓（C级）连接相同，但螺栓加工复杂和安装要求高而较少采用。高强度螺栓连接也有两类，即高强度螺栓摩擦型连接和高强度螺栓承压型连接。摩擦型高强度螺栓连接是依靠连接板件间的摩擦力来承受荷载。必须保证螺栓中有足够的预拉力和板件间的摩擦力足够。高强度螺栓摩擦型连接以板件间的摩擦力刚要被克服作为承载能力极限状态。连接中的孔壁不承压，螺杆不受剪。我国钢结构设计规范规定其孔径比螺杆直径大1.5~2.0MM。高强度螺栓摩擦型连接的优点是连接的变形小、连接紧密、耐疲劳、易安装、可拆换，在动力荷载作用下不易松动。高强度螺栓承压型连接对螺栓材质、预拉力大小和施工安装等的要求与摩擦型的完全相同，只是它是以摩擦力被克服、节点板件发生相对滑移后孔壁承压和螺栓受剪破坏作为承载能力极限状态，因此它的承载能力高于高强度摩擦型螺栓连接，可节省连接材料。但因这种连接变形较大，其应用受到限制，目前应用的还不多，设计规范规定它只能用于承受静力荷载或间接承受动力荷载的结构中。我国钢结构设计规范规定其孔径比螺杆直径大1.0~1.5MM，即与普通螺栓连接中的粗制螺栓孔相同。它的工作性能与普通螺栓的完全相同。铆钉连接螺栓的排列螺栓在连接中的排列要考虑便于制造、便于钻孔、便于用扳手拧紧螺栓。构件上排列成行的螺栓孔中心连线叫螺栓线或螺栓规线。沿螺栓线相邻螺栓孔的中心距离称为螺栓距，相邻两条螺栓线的间距称为线距或规距，连接中最末一个螺栓孔中心沿连接的受力方向至构件端部的距离叫做端距，螺栓孔中心在垂直于受力方向至构件边缘的距离为边距。钢板板叠上排列螺栓的要求表5-1给出了我国设计规范中规定排列螺栓时的最小和最大容许距离。角钢上排列螺栓的要求角钢上排列螺栓，当角钢边长小于125MM时，一般采用单排；当边长大于125MM时，可采用双排交错排列；当边长大于140MM时，可以采用双排排列此外，考虑拧紧螺栓的扳手尺寸和考虑必要的边距，角钢上采用的最大螺栓直径亦有限制。表5-2给出了角钢常用的螺栓线距和最大螺栓直径。热轧工字钢和热轧槽钢上排列螺栓的要求热轧工字钢和热轧槽钢的翼缘板厚度有坡度变化，翼缘板与腹板间的交接处有圆弧过渡，为便于安装螺栓，翼缘板与腹板上的螺栓孔位置常有限制。见表5-3普通螺栓连接和高强度螺栓承压型连接的工作性能抗剪螺栓连接普通螺栓连接主要以孔壁承压和螺杆受剪传递荷载，高强度螺栓承压型连接以摩擦力被克服、使螺杆受剪和孔壁承压破坏为承载力极限状态。抗剪螺栓连接的几种可能的破坏形式螺栓杆被剪断钢板孔壁承压破坏螺栓端距不足，端部钢板受剪撕裂沿孔...