钢结构的连接-5(高强螺栓).ppt

3.7 高强度螺栓连接的计算,摩擦型连接件间的剪力完全靠摩擦力传递。以剪力等于摩擦力为设计极限状态。连接件间不允许相互滑动，变形小，承载力小。工艺保证措施：喷砂，使=0.30.55。,分类：,特点：予拉力很大，依直径等级不同，可达80355kN。,高强螺栓是高强螺栓和配套螺母、垫圈的合称，强度等级10.9h和8.8级。,承压型连接件间允许相互滑动。传力开始时在标准荷载作用下动连接件间无滑动，剪力由摩擦力和螺杆抗剪共同传递。但当荷载很大时，连接件间有较大塑性变形。接近破坏时，连接件间有相对滑动，摩擦只起推迟滑移作用。剪力由螺杆传递，其特点与普通螺栓相同。因此，有与普通螺栓相同的极限状态螺栓剪坏，孔壁挤压坏，构件被拉断。变形大，不适于受动荷载的连接。,抗拉时与普通螺栓 相同，但变形 小，可减少锈 蚀，改善疲劳 性能。,1、确定予拉力P数值 使螺栓中的拉应力接近于所用材料的屈服点（f0.2）,考虑材料不均匀系数0.9、超张拉系数0.9和剪应力（拧螺母时产生）引起的承载力降低系数1.2,，予拉力计算式为：,（3-46）,结果按5kN的模数取整得表3-3。摩擦型承压型均适用。,fu高强螺栓经热处理后的最低抗拉强度； 屈强比（假定屈服点与最低抗拉强度比值） Ae螺栓有效面积,一、高强螺栓的予拉力的建立,2、予拉工艺扭螺帽,高强螺栓设计予拉力P值（kN）,表3-3,（1）扭矩法 工具能显示扭矩的搬手。,（2）转角法,先用普通扳手把连接见拧紧密，称初拧。 以初拧位置为起点，用电动或风动扳手将螺帽扭1/22/3圈，达到终拧角度。螺栓的拉力即达到预拉力。终拧角度根据螺栓直径，连接件厚度通过实测确定。方法简单，但常常出现予拉力比设计值高。,（3）扭掉螺栓尾部梅花卡法,1、单个高强螺栓抗剪承载力设计值 NVb=0.9nfP NVb单个高强螺栓抗剪承载力设计值 P予拉力 抗滑移（摩擦）系数，见表3-4 nf传力摩擦面数 0.9螺栓受力非均匀系数,二、摩擦型高强螺栓的计算,抗剪承载力由摩擦力确定。,摩擦面抗滑移系数值,表3-4,设，一侧的螺栓数为n，平均受剪，承受外力N。,分析方法和计算公式与普通螺栓同。,2、高强螺栓群的抗剪计算,每个螺栓承受的剪力为：,单个螺栓承载力设计条件：,(1).所需螺栓数：,(2).构件净截面强度验算,孔前传力分析,高强螺栓群在扭矩作用下的计算公式与普通螺栓同。高强螺栓的直径系列、连接中螺栓的排列及有关构造要求与普通螺栓同。,P88 例题3-13,P88 例题3-14,为什么取0.8P呢？研究表明：连接件刚好被松开时的外力N=1.051.19P，Ntb=0.8P时可以保证连接件不被松驰。,P预拉力,（1）一个高强螺栓的抗拉承载力设计值,3、高强螺栓承受拉力时的计算,规范规定：,（2）受拉力作用的高强螺栓群计算,所需螺栓个数,(3) 受弯矩作用的高强螺栓群计算,1号螺栓受到最大拉力，验算：,(4) 受剪力与拉力同时作用的高强螺栓群计算,nt连接的传力摩擦面数 摩擦面的抗滑移系数,单个高强螺栓的抗剪承载力,保证连接安全的要求：,P90 例题3.15,例3-16 设计图3-76所示高强螺栓连接的强度。被连接板件的钢材为A3F，高强螺栓10.9级，M20，孔径22，连接接触面喷砂后生赤锈。按摩擦型计算。,图3-76,外力P=768kN对螺栓形心有一偏心距e=15cm，形成剪力、拉力、弯矩三种状态。,已知外力P、螺栓数、螺栓类别、直径、钢材类型，验算螺栓强度。,解 （1）计算作用在螺栓群形心处的力素, 抗拉验算 “1”点受到的拉力为：,（2）验算强度 连接手M、V、N共同作用，形心轴过“o”点，“1”点是最危险点。,o,剪力：V=Psin60=7680.866=665kN 轴心拉力：N=Pcos60=7680.5=384kN 弯矩：M=Ne=38415=5760kNcm,=48kN Ntb=0.8P=0.8155=124kN Nt Ntb (可), 抗剪验算 l1=700mm15d0=1522=330mm =1.1-700/(15022)=0.89,一个摩擦型高强螺栓的抗剪设计承载力按式（3-55）并引入后计算， Nvb= 0.9nt(P-1.25Nt) =0.890.910.45(155-1.2548)=34kN,一个螺栓承受的剪力 Nv=V/n=665/16=41.6kNNvb= 34kN (不可),改用M22，孔24，P=190kN，于是=0.906，这样： Nvb= 0.9nt(P-1.25Nt) =0.9060.910.45(190-1