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
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 dt 5
dt 5
de 2?
单个受剪螺栓的承载力计算
螺栓抗剪：
孔壁承压：
最大承载力：
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2
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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：
当 l1≥60d0时 β＝ 0.7
连接所需螺栓数量：
连接板净截面强度
7.01 5 01.1
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扭矩、轴力及剪力共同作用受剪螺栓群计算
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轴力及剪力作用
轴力扭矩共同作用下最大受力螺栓
受拉螺栓连接
受力性能与承载力
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受弯矩作用螺栓连接计算
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M,N共同作用（偏心受拉）螺栓计算
小偏心：
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拉剪共同作用螺栓连接计算注：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。
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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。
高强螺栓的预拉力 （ P85表 3.9）
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
连接所需螺栓数
净截面强度：考虑 50％孔前传力
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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（形心轴在中排）
拉、剪共同作用连接计算三、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。
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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
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。
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：即二、轴心受力构件的刚度以构件的长细比来控制，即第三节 实腹式轴心受压构件的整体稳定一、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。
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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 。
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 。
只有类似于十字型截面扭转失稳承载力小于弯曲失稳承载力，其他截面一般来说弯曲稳定承载力均大于扭转失稳承载力。
3、理想构件的弹性弯曲失稳根据右图列平衡方程解平衡方程：得
4、理想构件的弹塑性弯曲失稳构件失稳时如果截面应力超出弹性极限，则构件进入弹塑性工作阶段，
这时应按切线模量理论进行分析
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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
⑵、初始偏心的影响
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⑶,残余应力的影响前面已讲：钢构件在轧制、焊接、剪切等过程中，会在钢构件中产生内部自相平衡的残余应力，残余应力对构件的强度无影响，但会对构件的稳定承载力产生不利影响。
注：残余应力对弱轴的影响大于对强轴的影响
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2
32
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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）。
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
ψ 按 λ 计算
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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
2、受剪连接
受力性能与破坏形式
五种破坏形式
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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：
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第七节 高强度螺栓连接一、概述
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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。
高强螺栓的预拉力 （ P85表 3.9）
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
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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（形心轴在中排）
拉、剪共同作用连接计算三、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。
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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
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。
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：即二、轴心受力构件的刚度以构件的长细比来控制，即第三节 实腹式轴心受压构件的整体稳定一、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。
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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 。
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 。
只有类似于十字型截面扭转失稳承载力小于弯曲失稳承载力，其他截面一般来说弯曲稳定承载力均大于扭转失稳承载力。
3、理想构件的弹性弯曲失稳根据右图列平衡方程解平衡方程：得
4、理想构件的弹塑性弯曲失稳构件失稳时如果截面应力超出弹性极限，则构件进入弹塑性工作阶段，
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初始弯曲、残余应力、初始偏心。
⑴、初始弯曲的影响
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⑶,残余应力的影响前面已讲：钢构件在轧制、焊接、剪切等过程中，会在钢构件中产生内部自相平衡的残余应力，残余应力对构件的强度无影响，但会对构件的稳定承载力产生不利影响。
注：残余应力对弱轴的影响大于对强轴的影响
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（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）。
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。
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