【導讀】螺栓在構(gòu)件上排列應簡單、統(tǒng)一、整齊而緊湊，通常分為并列和錯列兩種形式（圖）。列可以減小螺栓孔對截面的削弱，但螺栓孔排列不如并列緊湊，連接板尺寸較大。距和線距太小時，構(gòu)件有沿折線或直線破壞的可能。大時，被連板間易發(fā)生鼓曲和張口現(xiàn)象。根據(jù)上述要求，規(guī)定了螺栓（或鉚釘）的最大、最小容許距離，見表。鋼長度方向上排列的間距，除應滿足表的要求外，尚應滿足附錄10螺栓線距的要求。的水平支承反力，同時受到反復動力荷載作用，不得采用C級螺栓。勁肋），以減少撬力對螺栓抗拉承載力的不利影響。栓桿除主要受剪力外，還有彎矩和軸向拉力，而孔壁則受到擠壓。達到“3”點時，曲線開始明顯彎曲，表明螺栓或連接板達到彈性極限，此階。栓桿直徑平面的孔壁部分）均勻分布。達到極限強度而破壞，隨后由外向里依次破壞。

　　

【正文】 23 8 4 1 0 6 1 0 3 51 6 2 2 ( 3 5 2 5 1 5 5 )yt iNNN n m y ??? ? ? ?? ? ? ? ? ? 21 0 6 1 0 3 52 4 6 8 . 2 0 . 8 1 2 48400 k N P k N??? ? ? ? ? 按比例關(guān)系可求得： 23456 , , ,tttttN kNN kNN kNN kNN kN?????， 有 (6 8 . 2 5 5 . 6 4 2 . 9 3 0 . 3 1 7 . 7 5 . 1 ) 2 4 4 0tiN k N? ? ? ? ? ? ? ? ? 按公式（ ）驗算受剪承載力設計值： 0 .9 ( 1 .2 5 )bv f tiN n n P N?? ? ? ? 0 . 9 1 0 . 4 5 ( 1 6 1 5 5 1 . 2 5 4 4 0 ) 7 8 1 . 7 7 5 0k N V k N? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 故滿足強度要求。 61 167。 37 輕鋼結(jié)構(gòu)緊固件連接的構(gòu)造和計算 緊固件連接的構(gòu)造要求 用于薄壁型鋼結(jié)構(gòu)中的緊固件應滿足下述構(gòu)造要求： （ 1）抽芯鉚釘（拉鉚釘）和自攻螺釘?shù)尼旑^部分應靠在較薄的板件一側(cè)。連接件的中距和端距不得小于連接件直徑的 3 倍，邊距不得小于連接件直徑的 倍。受力連接中的連接件不宜少于 2 個。 （ 2）抽芯鉚釘?shù)倪m用直徑為 ~，在受力蒙皮結(jié)構(gòu)中宜選用直徑不小于 4mm的抽芯鉚釘；自攻螺釘?shù)倪m用直徑為 ~，在受力蒙皮結(jié)構(gòu)中宜選用直徑不小于 5mm的自攻螺釘。 （ 3）自攻螺釘連接的板件上的預制孔徑 d0 應符合下式要求： 0 td d t?? （ ） 且 0 ? （ ） 式中 d —— 自攻螺釘?shù)墓Q直徑（ mm）； t — — 被連接板的總厚度（ mm）。 （ 4）射釘只用于薄板與支承構(gòu)件（即基材如檁條）的連接。射釘?shù)拈g距不得小于射釘直徑的 倍，且其中距不得小于 20mm，到基材的端部和邊緣的距離不得小于 15mm，射釘?shù)倪m用直徑為 ~。 射釘?shù)拇┩干疃龋ㄖ干溽敿舛说交谋砻娴纳疃?，如圖 所示）應不小于 10mm。 圖 射釘?shù)拇┩干疃? 基材的屈服強度應不小于 150N/mm2，被連鋼板的最大屈服強度應不大于 360N/mm2?；暮捅贿B鋼板的厚度應滿足表 和表 的要求。 62 表 被連鋼板的最大厚度（ mm） 表 基材的最小厚度 （ 5）在抗拉連接中，自攻螺釘和射釘?shù)尼旑^或墊圈直徑不得小于 14mm；且應通過試驗保證連接件由基材中的拔出強度不小于連接件的抗拉承載力設計值。 上述規(guī)定大部分引自國外的相關(guān)規(guī)范，項次（ 3）是根據(jù)我國自己的試驗結(jié)果歸納出的經(jīng)驗公式。 緊固件的強度計算 緊固件受拉 根據(jù)大量的試驗結(jié)果，得到了靜荷載和反復荷載作用下，自攻螺釘和 射釘連接抗拉強度的計算公式。風是反復荷載的根本起因，在風吸力作用下，壓型鋼板上下波動，使緊固件承受反復荷載作用，常引起釘頭部位的疲勞破壞。因此含風組合時承載力降低。 GB50018 規(guī)范規(guī)定，在壓型鋼板與冷彎型鋼等支承構(gòu)件之間的連接件桿軸方向受拉的連接中，每個自攻螺釘或射釘所受的拉力應不大于按下列公式計算的抗拉承載力設計值。 當只受靜荷載作用時： tfNft 17? （ ） 當受含有風荷載的組合荷載作用時： tfN ft ? （ ） 式中 ftN —— 一個自攻螺釘或射釘?shù)目估休d力設計值（ N）； t—— 緊挨釘頭側(cè)的壓型鋼板厚度（ mm），應滿足 ≤ t≤ ； f—— 被連接鋼板的抗拉強度設計值（ N/mm2）。 63 當連接件位于壓型鋼板波谷的一個四分點時（如圖 所示），其抗拉承載力設計值應乘以折減系數(shù) ；當兩個四分點均設置連接件時（如圖 所示）則應乘以折減系數(shù)。 圖 壓型鋼板連接示意圖 自攻螺釘在基材中的鉆入深度 tc 應 大于 ，其所受的拉力應不大于按下式計算的抗拉承載力設計值。 dftN cft ? （ ） 式中 d—— 自攻螺釘?shù)闹睆剑?mm）； tc—— 釘桿的圓柱狀螺紋部分鉆入基杜中的深度（ mm）； f—— 基材的抗拉強度設計值（ N/mm2）。 緊固件受剪 當緊固件能牢固的將壓型鋼板與其支承構(gòu)件（如檁條和墻梁等）連在一起時，壓型鋼板面層除能承受法向于它的面外荷載之外，還可與支承構(gòu) 件一起承受面內(nèi)的剪力，這一效應稱為受力蒙皮作用（ stressed skin action），此時緊固件要承受剪力作用。試驗研究表明，緊固件受剪的破壞形式主要是薄板波擠壓，或被撕裂。 GB50018 規(guī)范規(guī)定當連接件受剪時，每個連接件所承受的剪力應不大于按下列公式計算的抗剪承載力設計值。 抽芯鉚釘和自攻螺釘： 當 1 1tt? 時： t d f? （ ） 且 tdf? （ ） 當 1 ? 時： tdf? （ ） 當 1tt 介于 1 和 之間時， fvN 可由公式 和 插值求得。 式中 fvN —— 一個連接件的抗剪承載力設計值（ N）； d—— 鉚釘或螺釘直徑（ mm）； t—— 較薄板（釘頭接觸側(cè)的鋼板）的厚度（ mm）； t1—— 較厚板（在現(xiàn)場形成釘頭一側(cè)的板或釘尖側(cè)的板）的厚度（ mm）； f—— 被連接鋼板的抗拉強度設計值（ N/mm2） . 射釘： 64 tdf? （ ） 式中 t—— 被固定的單層鋼板的厚度（ mm）； d—— 射釘直徑（ mm）； f—— 被固定鋼板的抗拉強度設計值（ N/mm2）。 當抽芯鉚釘或自攻螺釘用于壓型鋼板端部與支承構(gòu)件（如檁條）的連接時，其抗剪承載力設計值應乘以折減系數(shù) 。 緊固件同時承受拉力和剪力 試驗研究表面緊固件在拉、剪聯(lián)合作用下的承載力符合圓曲線相關(guān)方程， GB50018 規(guī)范規(guī)定同時承受剪力和拉力作用的自攻螺釘和射釘連接，應符合下式要求： 22( ) ( ) 1vtffNN?? （ ） 式中 vN 、 tN —— 一個連接件所承受的剪力和拉力設計值； fvN 、 ftN —— 一個連接件的抗剪和抗拉承載力設計值。 65 習 題 31 試設計如圖所示的對接連接（直縫或斜縫）。軸心拉力設計值 N=1500kN，鋼材Q345A，焊條 E50 型，手工 焊，焊縫質(zhì)量Ⅲ級。 習題 31 圖 32 條件同習題 31，受靜力荷載。試設計加蓋板的對接連接。 33 試設計如圖所示雙角鋼和節(jié)點板間的角焊縫連接。鋼材 Q235B，焊條 E43 型，手工焊，軸心拉力設計值 N=500kN（靜力荷載）。①采用側(cè)焊縫；②采用三面周圍。 習題 33 圖 34 有一支托角鋼，兩邊用角焊縫與柱相連，如圖所示，鋼材為 Q345A，焊條為 E50型，手工焊，Ⅱ級焊縫的質(zhì)量檢驗標準，試驗定焊縫厚度（焊縫有繞角，焊縫長度可以不減去 2hf）。 已知：外力 N=400kN。 習題 34 圖 35 試設計如圖所示牛腿與柱的角焊縫連接。鋼材 Q235B，焊條 E43 型，手工焊，N=98kN（靜力荷載），偏心 e=120mm。（注意 N 力對水平焊縫也有偏心） 66 習題 35 圖 36 如圖所示梁與柱的連接中， M=100kNm， V=600kN，試完成下列設計和驗算： (1) 剪力 V 由支托焊縫承受，焊條采用 E43 型，手工焊，求焊縫 A 的高度 hf。 (2) 彎矩 M 由普通螺栓承受，螺栓直徑 24mm，驗算螺栓是否滿足要求。 習題 36 圖 37 試驗算如圖所示拉力螺栓連接的強度。 C 級螺栓 M20，所用鋼材為 Q235B。 習題 37 圖 38 如圖所示螺栓連接采用 Q235B 級鋼。 C 級螺栓直徑 d=20mm，求此連接最大能承受的 Fmax值。 67 習題 38 圖 如上題中將 C 級螺栓改用 M20（ d=20mm）的 級高強螺栓。求此連接最大能承受的 Fmax 值。要求分別按摩操型連接和承壓型連接分別計算，（鋼板表面僅用鋼絲清理浮銹）。 68 參考文獻 [1] 魏明鐘，鋼結(jié)構(gòu)，武漢：武漢工業(yè)大學出版社， 2020 [2] 鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范 編制組，《鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》應用講解，北京：中國計劃出版社， 2020 [3] 鐘善桐，鋼結(jié)構(gòu)，北京：中國建筑工業(yè)出版社， 1988 [4] 田錫唐，焊接結(jié)構(gòu)，北京：機械工業(yè)出版社， 1982 [5] 歐陽可慶，鋼結(jié)構(gòu)，上海：同濟大學出版社， 1986