一、普通螺栓的連接構(gòu)造
普通螺栓的分類
螺栓的規(guī)格與表示
鋼結(jié)構(gòu)一般選用C級（粗制）六角螺母螺栓，標(biāo)識用M和工程直徑（mm）表示，例如M16、M20等。
1. 螺栓的排列和構(gòu)造
螺栓的排列應(yīng)簡單、統(tǒng)一而緊湊，滿足受力要求，構(gòu)造合理又便于安裝。
排列的方式通常分為并列和錯列兩種形式。
并列——簡單整齊，所用連接板尺寸小，但由于螺栓孔的存在，對構(gòu)件截面的削弱較大。
錯列——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。
螺栓排列應(yīng)考慮如下要求：
（1）受力要求
在垂直于受力方向：對于受拉構(gòu)件，各排螺栓的栓距及邊距不能過小，以免使螺栓周圍應(yīng)力集中相互影響，且使鋼板的截面削弱過多，降低其承載能力。
平行于受力方向：端距應(yīng)按被連接鋼板抗擠壓及抗剪切等強度條件確定，以便鋼板在端部不致被螺栓沖剪撕裂，規(guī)范規(guī)定端距不應(yīng)小于2d0；
受壓構(gòu)件上的栓距不宜過大，否則在被連接板件間容易發(fā)生鼓曲現(xiàn)象。線距不宜過小，否則在錯列排列中構(gòu)件有沿折線破壞的可能性。
（2）構(gòu)造要求
當(dāng)栓距和線距過大時， 被連接構(gòu)件間的接觸面不緊密，潮氣容易侵入縫隙，引起鋼板銹蝕，因而栓距和線距都不能過大。
（3）施工要求
要保證有一定的空間，以便轉(zhuǎn)動扳手，擰緊螺母。因此規(guī)范規(guī)定了螺栓的最小容許間距。
二、受力性能與計算
1、受力分類
螺栓根據(jù)作用不同，按螺栓受力可以分為：受剪、受拉及剪拉共同作用。剪力螺栓靠孔壁承壓、螺桿抗剪傳力，拉力螺栓靠螺栓受拉，有時普通螺栓同時受剪、受拉。
2、受剪連接的工作性能
螺栓連接試件作抗剪試驗，可得出試件上a、b兩點之間的相對位移δ與作用力N的關(guān)系曲線。該曲線給出了試件由零載一直加載至連接破壞的全過程，經(jīng)歷了以下四個階段：
（1）摩擦傳力的彈性階段
在施加荷載之初，荷載較小，荷載靠構(gòu)件間接觸面的摩擦力傳遞，螺栓桿與孔壁之間的間隙保持不變，連接工作處于彈性階段，在N-δ圖上呈現(xiàn)出0，1斜直線段。但由于板件間摩擦力的大小取決于擰緊螺帽時在螺桿中的初始拉力，一般說來，普通螺栓的初拉力很小，故此階段很短。
（2）滑移階段 當(dāng)荷載增大，連接中的剪力達到構(gòu)件間摩擦力的最大值，板件間產(chǎn)生相對滑移，其最大滑移量為螺栓桿與孔壁之間的間隙，直至螺栓與孔壁接觸，相應(yīng)于N-δ曲線上的1，2水平段。
（3）栓桿傳力的彈性階段 荷載繼續(xù)增加，連接所承受的外力主要靠栓桿與孔壁接觸傳遞。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。由于栓桿的伸長受到螺帽的約束，增大了板件間的壓緊力，使板件間的摩擦力也隨之增大，所以N-δ曲線呈上升狀態(tài)。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，此階段結(jié)束。
（4）受剪螺栓連接達到極限承載力，直至破壞 。
3、受剪連接
受力性能與破壞形式
五種破壞形式
(1)栓桿被剪斷
(2)板件被擠壓破壞
(3)構(gòu)件被拉斷破壞
(4)構(gòu)件端部被沖剪破壞
（6）螺桿因太長或螺孔大于螺桿直徑而產(chǎn)生彎、剪破壞
（7）栓桿雙剪破壞
上述第④ 種破壞形式由螺栓端距l(xiāng)1≥2d。保證；第③種破壞屬于構(gòu)件的強度驗算。因此，普通螺栓的受剪連接只考慮①、②兩種破壞形式。
剪力螺栓受力情況
剪力螺栓受力后，當(dāng)外力不大時，由構(gòu)件間的摩擦力來傳遞外力。當(dāng)外力增大超過極限摩擦力后，構(gòu)件間相對滑移，螺桿開始接觸構(gòu)件的孔壁而受剪，孔壁則受壓。
當(dāng)連接處于彈性階段，螺栓群中的各螺栓受力不等，兩端大，中間��；當(dāng)外力繼續(xù)增大，達到塑性階段時，各螺栓承擔(dān)的荷載逐漸接近，最后趨于相等直到破壞。
單個受剪螺栓的承載力計算
螺栓抗剪：
孔壁承壓：
最大承載力：
普通螺栓群受剪連接計算
1、普通螺栓群軸心受剪受力特性：沿受力方向，受力分配不均，兩端大中間小，在一定范圍內(nèi)，靠塑變可以均布內(nèi)力，過大時，設(shè)計計算時仍按均布，但強度需乘折減系數(shù)β，當(dāng)l1≥15d0時：
（2）普通螺栓群偏心受剪
力F作用下每個螺栓平均受力，則
栓群在扭矩T=Fe作用下，每個螺栓均受剪，按彈性設(shè)計法計算的基本假設(shè)如下：
① 連接件絕對剛性, 螺栓彈性；
② 連接板件繞栓群形心轉(zhuǎn)動，各螺栓所受剪力大小與該螺栓至形心距離ri成正比，方向則與它和形心的連線垂直。
“1”號螺栓距形心最遠，因此，其所受剪力最大。
計算公式推導(dǎo)如下：
設(shè)各螺栓至螺栓群形心O的距離為r1 、r2 、r3 …，rn，各螺栓承受的分力分別為N1T、 N2T、N3T …， NnT，根據(jù)平衡條件得：
2.受拉螺栓連接受力性能與承載力
普通螺栓受拉的工作性能 沿螺栓桿軸方向受拉時，一般很難做到拉力正好作用在螺桿軸線上，而是通過水平板件傳遞。若與螺栓直接相連的翼緣板的剛度不是很大，由于翼緣的彎曲，使螺栓受到撬力的附加作用，桿力增加到：Nt=N+Q
規(guī)范將螺栓的抗拉強度設(shè)計值降低20%來考慮撬力影響。例如4.6級普通螺栓（3號鋼做成），取抗拉強度設(shè)計值為：
采取構(gòu)造措施加強連接的剛度，如設(shè)加勁肋。
1、單個普通螺栓的受拉承載力
普通螺栓群受拉
2、栓群軸心受拉
圖示栓群軸心受拉，由于垂直于連接板的助板剛度很大，通常假定各個螺栓平均受拉，則連接所需的螺栓數(shù)為：
3、栓群偏心受拉
螺栓群偏心受拉相當(dāng)于連接承受軸心拉力N和彎知M=N•e的聯(lián)合作用。按彈性設(shè)計法，根據(jù)偏心距的大小可能出現(xiàn)小偏心受拉和大偏心受拉兩種情況。
（1）小偏心受拉
當(dāng)偏心較小時，所有螺栓均承受拉力作用，端板與柱翼緣有分離趨勢，故在計算時軸心拉力N由各螺栓均勻承受；彎矩M則引起以螺栓群形心O為中和軸的三角形內(nèi)力分布，使上部螺栓受拉，下部螺栓受壓；疊加后全部螺栓均受拉�？赏瞥鲎畲�、最小受力螺栓的拉力和滿足設(shè)計要求的公式如下（yi均自O(shè)點算起）：
（2）大偏心受拉
當(dāng)偏心較大時，應(yīng)假定旋轉(zhuǎn)中心在彎矩M指向的最外一排螺栓軸線處，按大偏心情況計算：
當(dāng)無軸心力N只有彎矩M作用
是特例，屬于大偏心的情況，應(yīng)照上式驗算。
4、拉剪共同作用螺栓連接計算
同時承受剪力和拉力作用的普通螺栓，有兩種可能破壞形式：一是螺栓桿受剪受拉破壞；二是孔壁承壓破壞。
規(guī)范規(guī)定：同時承受剪力和桿軸方向拉力的普通螺栓，應(yīng)分別符合下列公式的要求：
對于C級（4.6級）螺栓，一般不容許受剪（承受靜力荷載的次要連接或臨時安裝連接除外）。此時可設(shè)承托板承受剪力，螺栓只承受彎矩M產(chǎn)生的拉力。承托與柱翼緣采用角焊縫連接，按下式計算：
