普通螺栓连接的构造和计算汇总

4.6普通通螺螺栓栓连连接接的的构构造造和和计计算算一、、普普通通螺螺栓栓的的种种类类C级--粗制制螺螺栓栓A、、B级--精制制螺螺栓栓Ⅰ类孔孔，，孔孔径径(do)比栓栓杆杆直直径径(d)大0.3～～0.5mm。。Ⅱ类孔孔，，孔孔径径(do)比栓栓杆杆直直径径(d)大1.5～3mm。。性能能等等级级为为4.6或或4.8级；；4表示示fu≥400N/mm2,0.6或0.8表示fy/fu=0.6或0.8；M16、、M20、M24二、螺栓栓的排列列B错列A并列中距中距边距边距端距螺栓的排排列应满满足：受力要求求构造要求求施工要求求1）受力力要求任意方向向的中距距、边距距和端距距不能过过小，以以防止钢钢板截面面过度削削弱而承承载力不不足；对于受压压构件，中距不不能太大大，以防止连连接板件件发生鼓鼓曲。2）构造造要求螺栓的边边距和中中距不宜宜太大，，以免板板件间贴贴合不密密，潮气气侵入腐腐蚀钢材材。3）施工工要求为了便于于扳手拧拧紧螺母母，螺栓栓中距应应不小于于3do。螺栓的最最大、最最小容许许距离三、普普通螺栓栓连接的的受力性性能和计计算（一）螺螺栓连接接的受力力形式FNFA只受剪力力B只受拉力力C剪力和拉拉力共同同作用（二）普普通螺栓栓抗剪连连接1)摩擦传力力的弹性性阶段(0~1段)NδO1234NNabNN/2N/21.工作作性能2)滑移移阶段(1~2段)3)栓杆杆传力的的弹性阶阶段(2~3段)4)破坏坏阶段(3~4段)abNN/2N/22.破坏形式式以上三种种破坏形形式通过过强度计计算避免免。N/2NN/2NNNN1）螺栓杆被被剪坏2）孔壁的挤挤压破坏坏3）板件被拉拉断NN这两种破坏构造解决N/2NN/24）板件端端部被剪剪坏(拉豁)5）栓杆弯曲曲破坏端矩不应应小于2dO栓杆长度度不应大大于5d3、抗剪剪螺栓的的单栓承承载力设设计值∑t—连接接头头一侧承压压构件总总厚度的的较小值值。fcb—螺栓孔壁壁承压强强度设计计值；单栓抗剪剪承载力力：抗剪承载载力：承压承载载力：dnv—剪切面数数目；d—螺栓杆直直径；fvb—螺栓抗剪剪强度设设计值；；剪切面数目nvNNNN/2N/2N/2N/3N/3N/3N/24、普通通螺栓群群抗剪连连接计算算1）普通通螺栓群群轴心力力作用下下抗剪计计算N/2Nl1N/2平均值螺栓的内力分布当l1≤15d0(d0为孔径)时，假定定N由各螺栓栓均匀承承担。NNbtt1b1板件的净净截面验验算：A、螺栓采用用并列排排列时1122NNtt1bc2c3c4c1B、螺栓采用用错列排排列时:111’1’NNbtt1b1c2c3c4c1拼接板强强度验算算:222’2’2）普通通螺栓群群偏心力力作用下下抗剪计计算F作用下FeFTTxyN1TN1TxN1Tyr11F1N1FT作用下：：2个假假定T作用下‘‘1’号螺栓所所受剪力力最大TxyN1TN1TxN1Tyr11TxyN1TN1TxN1Tyr11螺栓1的强度验验算公式式为:当螺栓布布置比较较狭长(如y1≥3x1)时,可令:xi=0，则N1Ty=01、破坏坏形式（三）普普通螺栓栓抗拉连连接栓杆被拉拉断2、单个个普通螺螺栓的抗抗拉承载载力设计计值式中：Ae--螺栓的有有效截面面面积；；de--螺栓的有有效直径径；ftb--螺栓的抗抗拉强度度设计值值。dedndmd公式的两两点说明明：（1）螺栓的的有效截截面面积积因栓杆上上的螺纹纹为斜方方向的，，所以公公式取的的是有效效直径de而不是净净直径dn，现行国家家标准取取：(2）螺栓的的抗拉强强度ftb当连接板板件发生生变形时时，螺栓栓有被撬撬开的趋趋势（杠杆作作用），使螺杆杆中的拉拉力增加加（撬力Q）并产生弯弯曲现象象。影响撬力力的因素素较多，，其大小小难以确确定，规规范采取取简化计计算的方方法，取取ftb=0.8f（f—螺栓钢材材的抗拉拉强度设设计值））。连接件刚刚度越小小撬力越越大在构造上上可以通通过加强强连接件件的刚度度的方法法，来减减小杠杆杆作用引引起的撬撬力，如如设加劲肋肋，可以减减小甚至至消除撬撬力的影影响。3、普通通螺栓群群的轴拉拉设计N4、普通通螺栓群群在弯矩矩作用下下M刨平顶紧承托(板)M1234受压区y1y2y3N1N2N3N4中和轴M作用下螺螺栓连接接按弹性性设计，，其假定定为：1）连接接板件绝绝对刚性性，螺栓栓为弹性性；2）螺栓栓群的中中和轴位位于最下下排螺栓栓的形心心处，各各螺栓所所受拉力力与其至至中和轴轴的距离离呈正比比。‘1’号螺栓在在M作用下所所受拉力力最大M刨平顶紧承托(板)M1234受压区y1y2y3N1N2N3N4中和轴5、普通螺栓栓群在偏偏心拉力力作用下下可采用偏偏于安全全的设计计方法，，即叠加法。刨平顶紧承托(板)FeN1F1234FMy1y2y3N1MN2MN3MM=F·e中和轴N4M（四）普通螺螺栓拉、、剪联合合作用VeM=VeV2、拉剪相相关曲线线1、两种破破坏形式式螺杆受剪剪兼受拉拉破坏孔壁承压压破坏；；“四分之之一圆””011ab为防止螺杆受剪兼受受拉破坏，应应满足：：为防止孔壁的承承压破坏坏，应满足足：011ab3、当有承托托承担全全部剪力力时，螺栓群群按受拉拉连接计计算。M刨平顶紧承托(板)V连接角焊缝由45号、40B和20MnTiB钢加工而而成，并并经热处处理45号－8.8级；40B和20MnTiB－10.9级

（a）大六角头螺栓（b）扭剪型螺栓4.7高高强度度螺栓连连接计算算初拧—用普通扳扳手拧至至不动，，使板件件贴紧密密；一、高强强度螺栓栓的预拉拉力1、高强强度螺栓栓预拉力力的建立立方法A、转角法终拧—初拧基础础上用长长扳手或或电动扳扳手再拧拧过一定定的角度度，一般般为120o-240o完成终拧拧。预拉力的的建立简简单、有有效，但但要防止止欠拧、、漏拧和和超拧；；简单、易易实施，，但得到到的预拉拉力误差差较大B、扭矩法初拧—用用力矩扳扳手拧至至终拧力力矩的30%~50%，，使板件贴紧紧密；终拧—初初拧基础础上，按按100%设计计终拧力力矩拧紧紧。C、扭断螺栓栓杆尾部部法（扭扭剪型高高强度螺螺栓）初拧—拧拧至终拧拧力矩的的60%-80%；终拧—初初拧基础础上，以以扭断螺螺栓杆尾尾部为准准。施工简单单、技术术要求低低易实施施、质量量易保证证等2、高强强度螺栓栓预拉力力P的确定P根据螺杆杆的有效抗拉拉强度确定，并并考虑以以下修正正考虑材料料的不均均匀性的的折减系系数0.9；为防止施施工时超超张拉导导致螺杆杆破坏的的折减系系数0.9；考虑拧紧紧螺帽时时，螺栓栓杆上产产生的剪剪力对抗抗拉强度的降降低除以以系数1.2。。附加安全全系数0.9。。二、高强强度螺栓栓抗剪连连接高强度螺栓NδO12341234普通螺栓abNN/2N/2摩擦型高高强度螺螺栓—承压型高强度螺螺栓—（一）抗抗剪连接接工作性性能通过板件件间摩擦擦力传递递内力，，破坏准准则为克克服摩擦擦力受力特征征与普通通螺栓类类似A、对于高强强度螺栓栓摩擦型连连接式中：0.9——抗力分项项系数γR的倒数(γR=1.111);nf—传力摩擦擦面数目目;μ--摩擦面抗抗滑移系系数;P—预拉力设设计值.（二）抗抗剪连接接单栓承承载力高强度螺栓NδO12341234普通螺栓abNN/2N/2不同钢材材在不同同的接触触面处理理方法下下的抗滑滑移系数数μ,如下表摩擦型高高强度螺螺栓是通通过板件间摩摩擦力传递内力力的，而而摩擦力力的大小小取决于于板件间的的挤压力力（P）和板件间的的抗滑移移系数μ；板件间的的抗滑移移系数μ与接触面的的处理方方法和构件钢号号有关；B、对于高强强度螺栓栓承压型连连接单栓抗剪剪承载力力：抗剪承载载力：承压承载载力：高强度螺栓NδO12341234普通螺栓abNN/2N/2（三）高高强度螺螺栓群的的抗剪计计算1、轴心力力作用对于摩擦擦型连接接：对于承压压型连接接：NN假定各螺螺栓受力力均匀，，故所需需螺栓数数：板件的净净截面验验算：A、高强度螺螺栓摩擦擦型连接接主板：考虑孔前前传力50%得1-1截面的的内力为为：NNbtt1b111：NNbtt1b1拼接板：：22考虑孔前前传力50%得2-2截截面的内内力为：：B、高强度螺螺栓承压压型连接接的净截截面验算算与普通通螺栓的的净截面面验算完完全相同同。2、扭矩或扭矩、、剪力共同作作用下计算方法与普普通螺栓相同同，即：剪力F作用下每个螺螺栓受力：FeTxyN1TN1TxN1Tyr11F1N1F扭矩T作用下：螺栓1的强度验算公公式为:A、摩擦型高强度度螺栓（一）高强度度螺栓抗拉连连接单栓承载载力B、承压型高强度度螺栓三、高强度螺螺栓抗拉连接接（二）高强度度螺栓群的抗抗拉计算1、轴心力作用用N2、弯矩作用下下假定连接的中中和轴与螺栓群形心心轴重合M假定各螺栓均均匀受力，MM1234y1y2N1N2N3N4受压区中和轴因此，设计时时只要满足下下式即可：3、偏心拉力作作用下偏心力作用下下的高强度螺螺栓连接，螺螺栓最大拉力力不应大于0.8P，以保证板件紧紧密贴合，端端板不会被拉拉开，所以摩摩擦型和承压压型均可采用用以下方法（叠加法）计算:Ne1