螺栓和螺栓连接

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螺栓和螺栓连接

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来源

https://skyciv.com/zh/docs/skyciv-connection-design/steel-connection-articles/bolts-used-in-bolted-connections/

结构钢构件通过填充元件或连接件相互连接，这些填充元件或连接件可以是角钢、板甚至平行法兰通道（全氟辛烷磺酸）。这些是工作现场采用的一些常见配置，特别是当主要使用螺栓或螺栓连接时。另一方面，用于焊接连接，构件有时直接相互连接，无需任何填充元件或中间连接器。在这篇文章中，我们将专注于螺栓（六角头和沉头）以及一些常用的螺栓连接。

美国钢结构学会 (AISC)

AISC 主要使用英制单位（即，英寸、磅）虽然 SI 对应物也受支持且可用。需要注意的一点是，英制系统中的尺寸通常以四分之一英寸为增量（⅛”）这可能与 SI 中的不完全匹配。

螺栓直径比较

英制	SI
½”	-
⅝”	M16
¾”	M20
⅞”	M22
1”	M24
1 ⅛”	M27
1 ¼”	M30
1 ⅜”	-
1 ½”	M36

高强度螺栓

美国材料与试验协会涵盖了螺栓材料的规范（ASTM）主要分为两类 - A组和B组：

A组——ASTM A325, A325M, F1852, A354 BC 级, 和 A449
B组——ASTM A490, A490M, F2280, 和 A354 级 BD

除了差异和优势和其他属性, 这些组根据其直径对最小预紧力有不同的要求。

欧洲规范 3 (英国国家附件)

欧洲规范完全采用 SI 单位，因此, 螺栓以毫米为单位（毫米）尺寸以“M”为前缀, 例如. M16 表示 16mm 直径螺栓。

螺栓类 - 抗拉强度

欧洲规范螺栓根据其近似抗拉强度进行分类, 例如, 班级 4.6 意味着 4 X 6 X 10 = 240 MPa while Class 8.8 大约有 640 MPa为其抗拉强度等。然而, 在计算实际螺栓阻力时, 实际容量受“预载”影响 (或在 AISC 方面的自负) 在某些情况下的张力, 如果施加适当的张力，可能会增加螺栓的承载能力。

等级	直径范围
4.6	M5 - M36
4.8	M1.6 - M16
5.8	M5 - M24
8.8	M1.6 - M36
9.8	M1.6 - M16
10.9	M5 - M36
12.9	M1.6 - M36

六角螺栓和沉头螺栓的注意事项

六角螺栓和沉头螺栓的几何形状差异主要影响承载能力，这可能由于这种差异而明显。 (见下图来自 AISC 手册第 14 版, 图. 7-10)

数字 1.沉头螺栓轴承的有效厚度

连接规格和螺栓孔

螺栓连接可以指定为紧密拧紧, 预张紧或滑动临界。考虑到连接中使用的螺栓孔类型，这些条件起着很大的作用。这些类型被表示为标准（普通的, 对于一个）, 超大或开槽（短或长）并根据连接规范采用。例如, RCSC 规范概述了紧贴条件的要求。然而, 如果连接设计用于除紧贴之外的某些条件, 这种情况必须在图纸中清楚地标明（即. AISC 预紧或 EN 预紧要求）。

此外, 滑动临界连接在设计必须防止滑动的轴承时很重要。所以, 不同的因素也适用于基于孔类型的滑动阻力计算。然而在大多数情况下, 标准（普通的）螺栓孔与特定的预紧水平结合使用（预载）。

数字 2.螺栓角 - 一种剪力连接

螺栓连接

螺栓连接, 一般来说, 可用于两种剪力板连接件，例如腹板, 三通, 腹板和座角以及弯矩连接（死板的, 完全克制）哪些常用填充物, 连续性和拼接板。螺栓的使用需要添加中间连接器或连接元件，例如上述那些。

数字 3.螺栓法兰盘连接

理论上, 有很多方法可以设置连接配置的组合。然而, 由于实际原因, 即. 可建造性和制造性, 某些连接类型比其他连接类型更受青睐，因此更广泛采用。以下是一些涉及螺栓的常见连接类型及其简要说明:

剪力（简单）连接数
1. 单/双板（标签或鳍） - 使用盘子(s) 将梁腹板与支撑构件连接起来（梁或柱）; 一侧通常需要在板的边缘进行焊接，而螺栓用于连接（在一圈）到梁网
1. 单/双角度 - 类似于盘子, 尽管可以在连接的两侧完全使用螺栓，但可以以相同的方式连接角钢
1. 座椅角度 - 顾名思义, 一个角截面用于承载法兰（或封闭部分的平面/墙壁）支持的成员（例如. 梁翼缘）它可以“坐”的地方。螺栓可以完全用于这种连接类型
时刻（克制）连接数
1. 法兰盘 - 结合指定的剪力连接, 法兰板用于为框架连接到抗弯框架柱的法兰提供连续性，或者更普遍地用于构件接头。
1. 领口和穿板 - 此连接类型可在 HSS 中找到（RHS 或 CHS）构成抗弯框架系统一部分的柱子。主要区别在于，在插入环板时，贯穿板会“穿过”柱子, 很像被柱子“穿”在衬衫上的领子。由于连接的复杂性，两者都是昂贵的连接类型。