高强螺栓计算方法

3.7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：予拉力很大，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、高强螺栓的予拉力的建立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=0.9nf

PNVb——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

N

N++++++++++++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）受拉力作用的高强螺栓群计算N所需螺栓个数(3)受弯矩作用的高强螺栓群计算yiMy1x1i1号螺栓受到最大拉力，验算：

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=Aef