高强度螺栓连接的构造和计算

t第三章连t§3-6

高强度螺栓连接的构造和计算3.6.1强螺连的作能和造求一高度栓接工性能1、高强度螺的抗剪性由图3.5.2中以看出，由高强度螺连接有较的预拉力从而使被连板叠中有很大的预压力当连接受时，主要依摩擦力传的高强度栓连接的抗剪承载力可达到1点通过1点后，连接生了滑解当栓杆与孔壁接触后，连又可继续载直到破。如果连接的承载力只用到1点即为高强螺栓摩擦连接；如连接的承载力用到4点，即为高度螺栓承型连接。2、高强度螺的抗拉性高强度螺栓承受外拉前杆中已有很高的预拉力P之间则压力C与C维持平3.6.1a当对螺栓施外拉力Nt，则栓杆板层之间的压力未完全消失前被拉，此时螺中拉力增为ΔP，同时把紧的板件拉松，压力减少ΔC（3.6.1b）。计算表明，加于螺杆的外拉力Nt为预拉P的80%时螺杆内的拉增加很少因此可认此时螺杆的预拉力基本不。同时由验得知，外加拉力大于螺杆的预拉力时荷螺杆中的拉力会变，即生松弛现象。但当外加拉小于螺杆拉力的80%时，即松弛现象生。也就说，被连板件接触面间仍能保持一定的压紧力，可以假整个板面终处于紧接触状态。但上述取值没有考虑杠作用而引的撬力影。实际上种杠杆作用存在于所螺栓的抗连接中。究表明，当外拉力N≤0.5P时不出现撬，如图3.6.2所示，撬力大约在N达到0.5P时始出现起初增加缓慢，以后逐渐加快，到临近破坏时螺栓开始服而又有下降。

由于撬力Q的在，外力的极限值Nu下降到N'。因此如果在设计不计算撬，应N≤0.5P；或者增大T形连件翼缘板的刚度。分析明，当翼板的厚度1不小2倍螺栓径时，螺栓中可完全不产生撬力。实际上很难足这一条，可采用3.5.7所示的加肋代替。在直接承受力荷载的构中，由高强度螺栓连接受拉时的疲劳强度低，每个强度螺栓外拉力不超过0.5P当需考虑撬力影响时，外拉力还得降低。二、高强度栓连接的造要求1、高强度螺预拉力的立方法为了保证通摩擦力传剪力，高度螺栓的预拉力P的准确控制常重要。针对不同类型的高强度螺，其预拉力的建立法不尽相。（）大六头螺栓的预拉力控制方有：①力矩法一般采用指式扭力（力）扳手或预置式扭力（定力）扳。目前用多的是电扭矩扳手力矩法是通过控拧紧力矩实现控制拉力紧力可由试验确定使施工控制的预力为设计拉力的1.1倍。当采用电动矩搬手时所需要的工扭矩T为：为了克服板和垫圈等变形，基消除板件之间的间隙，使拧紧力矩数有较好线性度，而提高施控制预拉力值的确度，在装大六角高强度螺栓时，应先按拧紧力矩的50%进初拧，然后100%拧力矩进行终拧。对于型节点在拧之后，应按初拧力矩进行复拧，然后再行拧。力矩法的优是较简单易实施、用少，但由于连接件和被连接件的面和拧紧度的差异测得的预力值误差大且分，一般误为±25%。②转角法先用普通扳进行初拧使被连接板件相互紧密贴合，再以拧位置为点，按终角度，用扳手或风动扳手转螺母，至该角度时，螺栓的拉力即达到施工控制预力。（）扭剪高强度螺栓是我国60年开始研，年制订出标准的新型连接件之一。它有强度高安装简单和质量于保证、以单面拧、对操作人员没有特殊要求等优点扭剪型高度螺栓如3.1.9(b)所示，螺头为盘头，纹段端部一个承受紧反力矩的十二角体和一个能在规力矩下剪的断颈槽扭剪型高强螺栓连接的安装需特制的电动扳手，该扳手有两个套，一个套螺母六角上；另一套在螺栓的十二体上。拧时，对螺施加顺时针力矩，对螺栓十二角体加大小相的逆时针矩，使螺断颈部分承受扭剪，初拧力矩拧紧力矩，复拧矩等于初力矩，终拧至断颈剪断为止，安装束，相应安装力矩即为拧力矩。安后一般不卸。2、预拉力值确定高强度螺栓预拉力设值P由下式算得到：

式（3.6.2）的系数考了以下几个因素：①拧紧螺帽螺栓同时到由预拉引起的拉应力和由螺纹力矩引起的转剪应力用。折算力为：根据试验分，系数在职1.15~1.25之，取平均为。式（3.6.2）中分的既为考拧紧螺栓时扭矩对螺杆的不影响系数②为了弥补工时高强螺栓预拉的松驰损失，在确定施工控制预拉时，考虑预拉力设值的的张拉，故式3.6.2）右端子应考虑张拉系数0.9。③考虑螺栓质的不定系数0.9再考虑用u而不是fy作为准值的系数0.9。各种规格高度螺栓预力的取值表3.6.1和3.6.2。3、高强度螺摩擦面抗移系数高强度螺栓擦面抗滑系数的大与连接处构件接触面的处理方法和件的钢号关。试验明，此系值有随连接构件触面间的紧力减小降低的现象，故与物理学中的摩擦数有区别我国规范推采用的接面处理方有：喷砂、喷砂后涂无机富锌漆、砂后生赤和钢丝刷除浮锈或干净轧制表面不作处等，各种理方法相的值详见表3.6.3和3.6.4。由于冷弯薄型钢构件壁较薄，抗滑移系数均较普通钢结构的有所低。钢材表面经砂除锈后表面看来滑平整，实际上金属表面尚存在着观的凹凸平，高强螺栓连接很高

的压紧力作下，被连构件表面互啮合，钢材强度和硬度愈高，要这种啮合面产生滑的力就愈，因此，μ值与种有关。试验证明，擦面涂红后μ，即使经处后仍然很，故严禁在摩擦面上涂刷红丹。另，连接在湿或淋雨条件拼装，也降低μ值，故应采取有措施保证连接处表面的燥。4、其他构造求高强度螺栓接除需满与普通螺连接相同之排列布置要求外，尚须意以下二：（）当型构件拼接采用高强度螺连接时，拼接件宜用钢板。以使被连接部分能紧密贴合，保证预力的建立。（）在高度螺栓连接范围内，构接触面的理方法应施工图中说明。3.6.2高度栓擦连接算1、受剪连接载力摩擦型连接承载力取于构件接面的摩擦力，而此摩擦力的大小与栓所受预力和摩擦的抗滑移数以及连接的传摩擦面数关。因此一个摩型连接高强度螺栓的受剪承力设计值：试验证明，温对摩擦高强度螺抗剪承载力无明显影响，但当温度t=100~150℃，螺栓的预拉力将产生温度损失故应将摩型高强度栓的抗剪承载力设计值降低10%；t＞150℃时应采取隔措施，以连接温度在150℃或100℃下。2、受拉连接载力如前所述，提高强度栓连接在受拉力作用时，能使被连接扳间保一定的压力，规范定在杆轴向承受拉力的高度螺栓摩连接中，个高强度螺栓受拉承载力设计值为3、同时承受力和拉力接的承载如前所述，螺栓所受拉力时，虽螺杆中的预拉力P基本不变但板层间力将减少到P-Nt。试验研究明，这时接面的抗滑系数值也有降低，而随Nt

的增大而减，试验结表明，外剪力N

和拉力N与高强螺栓受拉、受承载力设值之间具有线性相关关系，故规范定，当高度螺栓摩型连接同承受摩擦面间的剪力螺栓杆轴向的外拉时，其承载力应按下式计算：3.6.3高度栓压连接算1、受剪连接载力高强度螺栓压型连接计算方法普通螺栓连接相同，仍可用式（3.5.1和式3.5.2）计算个螺栓的抗剪承载力设计，只是应用承压型接高强度螺栓的强度设计值。当剪面在螺纹时，承压连接高强螺栓的抗剪承载力应螺纹处的效截面计。但对于普通螺栓，其抗剪强度设值是根据接的试验据统计而的，试验

时不分剪切是否在螺处，故计抗剪强度设计值时用公称直径。2、受拉连接载力的计算公式普通螺栓同，只是拉强度设计值不同。3、同时承受力和拉力接的承载同时承受剪和杆轴方拉力的承型连接高强度螺栓的计算方法与普螺栓相同即：由于在剪应单独作用高强度螺对板层间产生强大压紧力当板层的摩擦力克服螺杆与孔接触时，板件孔前区成三向应场，因而压型连接高强度螺栓的承压强度比通螺栓高多，两者差约50%。当压型连接高强螺栓受有轴拉力时板层间的压紧力随外拉力的增加而小，因而承压强度计值也随降低。为了计算简便我国现行结构设计范规定，只要有外拉力存在，就将压强度除1.2予降低，而考虑承压强度设计值变幅度随外力大小而化这一因素因为所高强度螺栓外拉力一均不大于0.8P此时可为整个板层间始处于紧密触状态，用统一除以1.2的做法来降承压强度，一般能保证安全。强螺群计一高度栓受1、轴心受剪此时，高强螺栓连接需螺栓数应由下式确定：2、高强度螺群的非轴受剪高强度螺栓在扭矩或矩、剪力同作用时的抗剪计算方法与普通螺群相同，应采用高度螺栓承力设计值进行计。二高度栓受1、轴心受拉高强度螺栓连接所需栓数目：2、高强度螺群受弯矩用

高强度螺栓摩擦型和压型）的拉力总是小于预拉力，在连接受弯矩而使螺沿栓杆方受力时，连接构件的接触一直保持密贴合；此，可认为中和轴在螺栓群的形心上（图3.6.3），外排螺栓受最大。最大拉力及其算式为：3、高强度螺群偏心受由于高强度栓偏心受时螺拉的大拉力不得超过0.8P能够保证板之间始终保持紧密贴合端板不拉开，故摩擦连接高强螺栓和承型连接高强度螺栓均可按普通螺栓偏心受拉算，即：三、高强度栓群承受力、弯矩剪力的共同作用1、摩擦型连的计算图3.6.4所示为摩擦连接高强度栓承受拉、弯矩和力共同作用时的情况。由于螺栓连接板层间的紧力和接触面的滑移系数随外拉力增加而减小。已知摩擦型连接高强螺栓承受力和拉力合作用时螺栓的承载力设计值符合相关程：即公式（）和