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二.螺栓的排列和构造要求螺栓的排列应简单紧凑,构造合理,安装方便,通常采用并列和错列两种形式(下图20-25)。并列较简单,错列较紧凑。螺栓排列应符合最小距离要求,原因:螺栓孔使构件截面受到削弱,因此螺栓中距不应过小,否则会使构件截面削弱过多或应力集中严重为防止构件端部钢板被剪坏,顺内力方向最外一排螺栓应有足够的端距为施工方便,螺栓间应保持足够的距离,以便用扳手拧螺母是有必要的操作空间。螺栓排列应符合最大距离要求,原因:当构件承受压力作用时,顺压力方向的中距不应过大,否则被连接板件间易产生鼓曲外排螺栓中距过大,会使接触面不够紧密,以致潮气侵入引起锈蚀根据上述要求,《公路桥规》规定的螺栓容许距离见表20-2。角钢上设置螺栓时,除应符合螺栓的最大和最小距离要求外,因角钢宽度较窄,故螺栓(孔)直径不能太大,而且应设置在适中的位置,设计时应符合表20-3规定的线距e和最大孔径do的要求。为使传力均匀,对肢宽大于125㎜的角钢采用双行螺栓错列,对肢宽大于160㎜的角钢采用双行并列。同理,在普通工字钢或槽钢上设置螺栓时,可按照表20-4规定的线距和最大孔径要求设计。为了制造安装方便,同一结构的同类型螺栓(粗制、精制、高强度螺栓等)尽量采用同一规格(即钢种、直径等相同)。三.普通螺栓连接的计算普通螺栓按受力情况可以分为受剪螺栓连接(图20-26a)、受拉螺栓连接(图20-26b)、受剪与受拉螺栓连接三种。(一)受剪螺栓连接1.受剪螺栓的工作性能受剪螺栓连接在受力后,当外力不大时,由被连接构件之间的摩擦力来传递外力(图20-27a)。当外力继续增大超过静摩擦力后,构件之间将出现相对滑移,螺杆开始接触孔壁而受剪,孔壁则受压(图20-27b)。当连接处于弹性阶段时,螺栓群中的各螺栓受力不相等,两端的螺栓比中间的螺栓受力大(图20-28b)。当外力再继续增大,使连接的受力达到塑性阶段时,各螺栓承担的荷载逐渐接近,最后趋于相等直到破坏(图20-28c)。因此,当外力作用于螺栓群中心时,在计算中可以认为所有螺栓受力是相同的。2.受剪普通螺栓连接的破坏形式受剪普通螺栓连接有五种可能的破坏形式:①当螺栓直径较小而板件相对较厚时可能发生螺栓剪断破坏(图20-29a);②当螺栓直径较大而板件相对较薄时可能发生孔壁挤压破坏(图20-29b);③当板件因螺孔削弱太多,可能沿开孔截面发生钢板拉断破坏(图20-29c);④当沿受力方向的端距过小时可能发生端部钢板剪切破坏(图20-29d);⑤当螺栓过长时可能发生螺栓受弯破坏(图20-29e)。3.受剪承载力的计算上述五种破坏形式的后两种,可采取构造措施加以防止,如规定端距大于2do(表20-2)可防止端部钢板剪切破坏;限制螺栓长度l<5do(do为栓孔直径)可防止螺杆受弯破坏。但对其它三种破坏形式,则需通过计算来避免发生,而其中钢板拉断破坏的计算又属于构件计算。假定螺栓受剪面上的剪应力均匀分布,则一个螺栓的抗剪容许承载力为:上式中nv为每只螺栓受剪面数量,单剪nv=1(图20-27),双剪nv=2(图20-29a);d为螺栓杆直径。螺栓与孔壁的挤压应力分布很复杂,假定承压应力沿螺栓直径投影面均匀分布,则一个螺栓的承压容许承载力为:当外力通过螺栓群形心时,认为每个螺栓平均受力,轴心力作用下受剪螺栓连接所需要的螺栓数目为:当l1>15d0时β=1.1-l1/(150d0)(20-21a)当l1<60d0时,β=0.7(20-21b)由于螺栓孔削弱了构件的截面,因此在排列好所需的螺栓后,还需按下式验算构件的净截面强度(图20-30):(二)受拉螺栓连接如图20-31a所示,假定拉应力在螺栓螺纹处截面上均匀分布,一个受拉螺栓的容许承载力[Ntb]按下式计算:在T形连接中,若连接件刚度较小,如图20-31a)所示角钢连接件,当受拉时,在与拉力方向垂直的角钢肢会产生较大变形,从而出现杠杆作用,在角钢肢尖产生反力R,从而使螺栓受力增大。连接件刚度愈小,R愈大。由于反力R的计算比较复杂,设计中为简化起见,通常不计算R力,而将螺栓抗拉容许应力适当降低作为补偿。在设计时可采取一些构造措施,例如图20-31b)所示设置加劲肋来增加连接件的刚度,以减小螺栓中附加力的影响。当外力作用在螺栓群形心时,假定每个螺栓所受拉力相等,则轴心拉力作用下受拉螺栓连接所需要的螺栓数目为(三)受剪力螺栓连接在力矩、剪力和轴力共同作用下的计算在梁与梁或梁与柱的连接处,以及在钢板梁腹板的接头处,往往同时承受力弯矩M和剪力V,有时还要承受轴向力N的作用。在进行连接设计时,应首先分别计算各种内力对螺栓所产生的剪力值,而后再按矢量叠加求出同一螺栓在几种内力共同