鲁达 一、普通螺栓的连接构造
普通螺栓的分类
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。
1. 螺栓的排列和构造
螺栓的排列应简单、统一而紧凑，满足受力要求，构造合理又便于安装。
排列的方式通常分为并列和错列两种形式。
并列——简单整齐，所用连接板尺寸小，但由于螺栓孔的存在，对构件截面的削弱较大。
错列——可以减小螺栓孔对截面的削弱，但螺栓孔排列不如并列紧凑，连接板尺寸较大。
螺栓排列应考虑如下要求：
（1）受力要求
在垂直于受力方向：对于受拉构件，各排螺栓的栓距及边距不能过小，以免使螺栓周围应力集中相互影响，且使钢板的截面削弱过多，降低其承载能力。
平行于受力方向：端距应按被连接钢板抗挤压及抗剪切等强度条件确定，以便钢板在端部不致被螺栓冲剪撕裂，规范规定端距不应小于2d0；
受压构件上的栓距不宜过大，否则在被连接板件间容易发生鼓曲现象。线距不宜过小，否则在错列排列中构件有沿折线破坏的可能性。
（2）构造要求
当栓距和线距过大时， 被连接构件间的接触面不紧密，潮气容易侵入缝隙，引起钢板锈蚀，因而栓距和线距都不能过大。
（3）施工要求
要保证有一定的空间，以便转动扳手，拧紧螺母。因此规范规定了螺栓的最小容许间距。
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。剪力螺栓靠孔壁承压、螺杆抗剪传力，拉力螺栓靠螺栓受拉，有时普通螺栓同时受剪、受拉。
2、受剪连接的工作性能
螺栓连接试件作抗剪试验，可得出试件上a、b两点之间的相对位移δ与作用力N的关系曲线。该曲线给出了试件由零载一直加载至连接破坏的全过程，经历了以下四个阶段：
（1）摩擦传力的弹性阶段
在施加荷载之初，荷载较小，荷载靠构件间接触面的摩擦力传递，螺栓杆与孔壁之间的间隙保持不变，连接工作处于弹性阶段，在N-δ图上呈现出0，1斜直线段。但由于板件间摩擦力的大小取决于拧紧螺帽时在螺杆中的初始拉力，一般说来，普通螺栓的初拉力很小，故此阶段很短。
（2）滑移阶段 当荷载增大，连接中的剪力达到构件间摩擦力的最大值，板件间产生相对滑移，其最大滑移量为螺栓杆与孔壁之间的间隙，直至螺栓与孔壁接触，相应于N-δ曲线上的1，2水平段。
（3）栓杆传力的弹性阶段 荷载继续增加，连接所承受的外力主要靠栓杆与孔壁接触传递。栓杆除主要受剪力外，还有弯矩和轴向拉力，而孔壁则受到挤压。由于栓杆的伸长受到螺帽的约束，增大了板件间的压紧力，使板件间的摩擦力也随之增大，所以N-δ曲线呈上升状态。达到“3”点时，曲线开始明显弯曲，表明螺栓或连接板达到弹性极限，此阶段结束。
（4）受剪螺栓连接达到极限承载力，直至破坏 。
3、受剪连接
受力性能与破坏形式
五种破坏形式
(1)栓杆被剪断
(2)板件被挤压破坏
(3)构件被拉断破坏
(4)构件端部被冲剪破坏
（6）螺杆因太长或螺孔大于螺杆直径而产生弯、剪破坏
（7）栓杆双剪破坏
上述第④ 种破坏形式由螺栓端距l1≥2d。保证；第③种破坏属于构件的强度验算。因此，普通螺栓的受剪连接只考虑①、②两种破坏形式。
剪力螺栓受力情况
剪力螺栓受力后，当外力不大时，由构件间的摩擦力来传递外力。当外力增大超过极限摩擦力后，构件间相对滑移，螺杆开始接触构件的孔壁而受剪，孔壁则受压。
当连接处于弹性阶段，螺栓群中的各螺栓受力不等，两端大，中间小；当外力继续增大，达到塑性阶段时，各螺栓承担的荷载逐渐接近，最后趋于相等直到破坏。
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：
普通螺栓群受剪连接计算
1、普通螺栓群轴心受剪受力特性：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：
（2）普通螺栓群偏心受剪
力F作用下每个螺栓平均受力，则
栓群在扭矩T=Fe作用下，每个螺栓均受剪，按弹性设计法计算的基本假设如下：
① 连接件绝对刚性, 螺栓弹性；
② 连接板件绕栓群形心转动，各螺栓所受剪力大小与该螺栓至形心距离ri成正比，方向则与它和形心的连线垂直。
“1”号螺栓距形心最远，因此，其所受剪力最大。
计算公式推导如下：
设各螺栓至螺栓群形心O的距离为r1 、r2 、r3 …，rn，各螺栓承受的分力分别为N1T、 N2T、N3T …， NnT，根据平衡条件得：
2.受拉螺栓连接受力性能与承载力
普通螺栓受拉的工作性能 沿螺栓杆轴方向受拉时，一般很难做到拉力正好作用在螺杆轴线上，而是通过水平板件传递。若与螺栓直接相连的翼缘板的刚度不是很大，由于翼缘的弯曲，使螺栓受到撬力的附加作用，杆力增加到：Nt=N+Q
规范将螺栓的抗拉强度设计值降低20%来考虑撬力影响。例如4.6级普通螺栓（3号钢做成），取抗拉强度设计值为：
采取构造措施加强连接的刚度，如设加劲肋。
1、单个普通螺栓的受拉承载力
普通螺栓群受拉
2、栓群轴心受拉
图示栓群轴心受拉，由于垂直于连接板的助板刚度很大，通常假定各个螺栓平均受拉，则连接所需的螺栓数为：
3、栓群偏心受拉
螺栓群偏心受拉相当于连接承受轴心拉力N和弯知M=N•e的联合作用。按弹性设计法，根据偏心距的大小可能出现小偏心受拉和大偏心受拉两种情况。
（1）小偏心受拉
当偏心较小时，所有螺栓均承受拉力作用，端板与柱翼缘有分离趋势，故在计算时轴心拉力N由各螺栓均匀承受；弯矩M则引起以螺栓群形心O为中和轴的三角形内力分布，使上部螺栓受拉，下部螺栓受压；叠加后全部螺栓均受拉。可推出最大、最小受力螺栓的拉力和满足设计要求的公式如下（yi均自O点算起）：
（2）大偏心受拉
当偏心较大时，应假定旋转中心在弯矩M指向的最外一排螺栓轴线处，按大偏心情况计算：
当无轴心力N只有弯矩M作用
是特例，属于大偏心的情况，应照上式验算。
4、拉剪共同作用螺栓连接计算
同时承受剪力和拉力作用的普通螺栓，有两种可能破坏形式：一是螺栓杆受剪受拉破坏；二是孔壁承压破坏。
规范规定：同时承受剪力和杆轴方向拉力的普通螺栓，应分别符合下列公式的要求：
对于C级（4.6级）螺栓，一般不容许受剪（承受静力荷载的次要连接或临时安装连接除外）。此时可设承托板承受剪力，螺栓只承受弯矩M产生的拉力。承托与柱翼缘采用角焊缝连接，按下式计算：