高强度螺栓连接的计算

高强度螺栓连接的计算连接板间摩擦力

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=0.3～0.55。分类：

特点：预拉力很大，依直径等级不同，可达80～355kN。

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。螺杆剪力N

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、高强螺栓的预拉力的建立2、予拉工艺——扭螺帽螺栓的性能等级螺栓公称直径（mm）M16M20M22M24M27M308.87011013515520525010.9100155190225290355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件拧紧密，称初拧。以初拧位置为起点，用电动或风动扳手将螺帽扭1/2～2/3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=0.9nfPNVb——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。连接处接触面处理方法构件的钢号3号钢16锰钢或16锰桥钢15锰钒钢或15锰钒桥钢喷砂喷砂后涂无机富锌漆喷砂后生赤绣用钢丝刷清除浮锈或未经处理的干净轧制表面0.450.350.450.300.550.400.550.350.550.400.550.35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。++++++++++++++++NNl1分析方法和计算公式与普通螺栓同。2、摩擦型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NN++++++++++++NNAN′N′孔前传力分析受剪连接计算一个螺栓抗剪承载力连接所需螺栓数净截面强度：考虑50％孔前传力

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。例题3-13V=60KN,选用10.9级M20摩擦型高强螺栓，钢材选用Q235钢，接触面采用喷砂处理。验算此连接强度解：（1）计算单个摩擦型高强螺栓的承载能力：（2）计算单个螺栓在外力作用下承受的最大荷载所以该连接满足强度要求例题3-14如图示，截面为－300×16的轴心受拉钢板，用双盖板和摩擦型高强螺栓连接，已知钢材为Q345钢，螺栓为10.9级M20，接触面喷砂后涂无机富锌漆，承受轴力N=1200KN，试验算连接的强度。解（1）验算螺栓连接的强度实际单个螺栓承受的内力为：（2）验算钢板强度构件厚度t=16mm<2t1=20mm,故应验算构件截面。查表得f=310N/mm2构件得毛截面强度为构件得静截面强度为：

为什么取0.8P呢？研究表明：连接件刚好被松开时的外力N=1.05~1.19P，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涛）受剃拉力勒作用咸的高盾强螺河栓群津计算N所需因螺栓聪个数(3织)肌受弯据矩作妻用的箱高强困螺栓必群计斥算yiMy1x1i1号菠螺栓正受到贿最大吼拉力庭，验某算：与普通螺栓连接的区别：

（a）中性轴置于形心轴上

由于有很大的予拉力，连接件间紧密贴合，可认为是一个截面，且符合平面假设。

（b）Ntb=0.8P（普通螺栓Ntb=Aeftb）(4旱)盗受剪互力与坑拉力陡同时催作用害的高搂强螺阳栓群邻计算nt——连接惹的传郊力摩绘擦面莲数——骄摩擦肌面的困抗滑楼移系奶数单个格高强蒜螺栓宇的抗介剪承丽载力oP=768kN1考虑会减小，将Nti放大25％保证锡连接痛安全您的要惜求：例题例3.亚15例3先-1职6设计无图3勒-7趟6所篇示高课强螺锁栓连独接的毅强度耐。被佛连接拆板件毛的钢街材为A3堂F，高强辜螺栓候10泥.9加级，M2数0，孔径歇22司，连笋接接炕触面鸭喷砂艳后生乳赤锈倾。按扛摩擦哭型计豆算。图3鉴-7涉6外力P=算76籍8k辅N对螺涂栓形育心有衔一偏随心距e=平15啄cm免，形成罗剪力遗、拉也力、碰弯矩屡三种痰状态硬。已知葵外力P、螺栓迟数、轰螺栓岂类别捆、直酿径、礼钢材殃类型摇，验弟算螺助栓强厉度。oP=768kN1[解腰]（1摔）计恨算作上用在轮螺栓葱群形疫心处鞠的力此素①鬼抗恼拉验初算“1愿”点蹲受到罩的拉增力为制：（2应）验算剑强度连接鞠手M、礼V、艇N共同加作用溪，形杜心轴务过“o”点，候“1凡”点五是最盖危险左点。oNVMP60oN剪力说：V=蕉Ps祥in例60普°=衔76胸8×站0.启86佳6=盏66共5k约N轴心塌拉力窄：N=唯Pc萄os鸭60丘°=加76昼8×日0.池5=翅38漏4k智N弯矩蚀：M=璃Ne竟=3贱84轮×1陈5=丧57怒60卷kN够cm=4嫩8kNNtb=0糊.8溉P=兼0.捏8×桑15阵5=乌12湿4k鹅NNt＜盗Ntb(可)②霞抗颈剪验芳算l1=7撒00活mm义＞1员5d0=1蛋5×予22甲=3毁30交mm=桐1.毁1-彩70搅0/漂(1贼50性×2软2)霞=0绿.8斧9oP=768kN1一个赴摩擦拢型高宰强螺贷栓的露抗剪荡设计音承载舰力按梁式（闪3-滴55笛）并井引入教后纤计算沙，Nvb=0.铸9nt(躁P-仗1.侄25Nt)=0竟.8膏9×师0.姜9×枪1×密0.例45柄(1挪55犯-1汁.2妻5×献48舒)=旷34五kN一个鸡螺栓须承受装的剪静力Nv=V焦/n=6父65充/1慰6=系41基.6拌kN腰＞Nvb=狸34伙kN薄(不可阵)改用M2张2，孔2鹿4，P=献19况0k占N，于是=壤0.搬90遇6，沃这样厘：Nvb=0.旁9nt(兽P-屑1.墓25Nt)=0芦.9厕06赌×0占.9灿×1库×0它.4初5(翠19查0-晋1.副25伴×4仓8)锣=4该8k飘NNv=4巴1.老6k旧N＜唤Nvb=令48脸kN朵(可)以上锹计算养偏于岔保守屠。因凉各排增螺栓史受力吸不同吗本应串采用螺不用凯强度本的螺麻栓。避这里歇，采治用了温与最州危险租螺栓贸相同跑的强咸度。(可)③验算学相关阔公式吃是否型满足3.桨10辰高强谦度螺沙栓的牵施工征工艺励和检骄验一、做施工辫工艺应符展合的公相关评规范祥：《钢袍结构暮用高像强度泊大六串角头睬螺栓射》G闯B1健22帅8－刚19《钢烛结构奖用高陪强度间大六洋角头井螺栓临、大承六角多螺母展、垫贴圈技驴术条阔件》恭GB膏12娱31仔－8役4《钢除结构盒用扭长剪型琴高强剪度螺址栓连股接件份型式睛与尺六寸》正GB乌36阅32品－8多3《钢昌结构桐用扭静剪型科高强仅度螺帮栓连醋接件鸡技术普条件仰》G姓B3强63俘3－养85出厂荡前试菜验：（1羞）钢料材的免炉号永、制本作批嗽号、共化学施性能盲与机蛮械性腔能证壤明或矮试晕验。（2悬）螺贯栓的招楔负覆荷试壁验。（3软）螺醋母的吧保证轻荷载城试验珍。（4贯）螺俘母和蛾垫圈右的硬灰度试诱验。（5誓）连剧接件迹的扭里矩系苗数试泡验（煮注明损试验敬温度跃）。纹大六少角饲头摔连接故件的供扭矩享系数附平均催值和睛标准糊偏差宗；扭扬剪形跌连接逢件的蜘紧固访轴力和平均雾值和殊变异幻玉系数下。（6惜）紧气固轴状力系悦数试鹅验。（7抛）产刻品规嗽格、细数量螺、出赶厂日祥期、反装箱蹦单。清理行接头颠摩擦鹊面，著不允供许有垄毛刺牧、铁顷屑、市油污然、焊钳接飞怀溅物仙，用当钢丝炉刷延卫受力唐垂直直方向武除去崭浮锈夕。摩擦担面应络干燥形，没迁有结塔露、架积霜堵、积割雪。雨天房诚不得拌进行访安装。安装裹前注包意点恰：二、填高强拜度螺桶栓的级检验终拧棕检验（一指）扭贫剪型外观爱全数公检查（二采）大摊六角庭头扭矩可法：（1为）将夹螺母惯退回认600左右污，用锅表盘池式定问扭扳热手测慌定拧弄回至租原来党位置缎时的与扭矩疲值，缝若测近定的驳扭矩恢值较型施工仇扭矩察值低端10危％以菜内即象为合稳格。（2伯）用嫂表盘趋式定显扭扳腰手继搭续拧红紧螺创栓，呈测定浇螺母贴开始阵转动办时的蜜扭矩珠值，骂若测友定的叹扭矩经值较草施工窗扭矩赛值大织10帖％以锹内即敢为合锄格。转角险法(泽1)芝检查防初拧示后人卷螺母描与螺何尾端崇头相遮对价裤置所竞划的掌终拧刚起始洒线和遮终止刃线所峰夹的肿角度腿是否腊在规丸定的孝范围捞内。(迅2)绑在螺巾尾端堡头和搬螺母孔相对烦位置把