第-章-鋼結(jié)構(gòu)的連接

3.7高強(qiáng)度螺栓連接的計算連接板間摩擦力

摩擦型——連接件間的剪力完全靠摩擦力傳遞。以剪力等于摩擦力為設(shè)計極限狀態(tài)。連接件間不允許相互滑動，變形小，承載力小。工藝保證措施：噴砂，使=0.3～0.55。分類：

特點：予拉力很大，依直徑等級不同，可達(dá)80～355kN。

h和8.8級。

承壓型——連接件間允許相互滑動。傳力開始時在標(biāo)準(zhǔn)荷載作用下動連接件間無滑動，剪力由摩擦力和螺桿抗剪共同傳遞。但當(dāng)荷載很大時，連接件間有較大塑性變形。接近破壞時，連接件間有相對滑動，摩擦只起推遲滑移作用。剪力由螺桿傳遞，其特點與普通螺栓相同。因此，有與普通螺栓相同的極限狀態(tài)—螺栓剪壞，孔壁擠壓壞，構(gòu)件被拉斷。變形大，不適于受動荷載的連接?？估瓡r與普通螺栓相同，但變形小，可減少銹蝕，改善疲勞性能。螺桿剪力N

1、確定予拉力P數(shù)值使螺栓中的拉應(yīng)力接近于所用材料的屈服點（f）,考慮材料不均勻系數(shù)0.9、超張拉系數(shù)0.9和剪應(yīng)力（擰螺母時產(chǎn)生）引起的承載力降低系數(shù)1.2,，予拉力計算式為：

（3-46）結(jié)果按5kN的模數(shù)取整得表3-3。摩擦型承壓型均適用。fu——高強(qiáng)螺栓經(jīng)熱處理后的最低抗拉強(qiáng)度；——屈強(qiáng)比（假定屈服點與最低抗拉強(qiáng)度比值）

Ae——螺栓有效面積

一、高強(qiáng)螺栓的予拉力的建立與普通螺栓連接的區(qū)別：——屈強(qiáng)比（假定屈服點與最低抗拉強(qiáng)度比值）=48kN由于有很大的予拉力，連接件間緊密貼合，可認(rèn)為是一個終擰角度根據(jù)螺栓直徑，連接件厚度通過實測確定。nf——傳力摩擦面數(shù)7高強(qiáng)度螺栓連接的計算15錳釩鋼或15錳釩橋鋼（2）驗算強(qiáng)度2、高強(qiáng)螺栓群的抗剪計算6kN＞Nvb=34kN(不可)終擰角度根據(jù)螺栓直徑，連接件厚度通過實測確定。但當(dāng)荷載很大時，連接件間有較大塑性變形。2、予拉工藝——扭螺帽螺栓的性能等級螺栓公稱直徑（mm）M16M20M22M24M27M308.87011013515520525010.9100155190225290355高強(qiáng)螺栓設(shè)計予拉力P值（kN）表3-3（1）扭矩法工具—能顯示扭矩的搬手。（2）轉(zhuǎn)角法

先用普通扳手把連接見擰緊密，稱初擰。以初擰位置為起點，用電動或風(fēng)動扳手將螺帽扭1/2～2/3圈，達(dá)到終擰角度。螺栓的拉力即達(dá)到預(yù)拉力。終擰角度根據(jù)螺栓直徑，連接件厚度通過實測確定。方法簡單，但常常出現(xiàn)予拉力比設(shè)計值高。（3）扭掉螺栓尾部梅花卡法

1、單個高強(qiáng)螺栓抗剪承載力設(shè)計值

NVbf

PNVb——單個高強(qiáng)螺栓抗剪承載力設(shè)計值

P——予拉力

——抗滑移（摩擦）系數(shù)，見表3-4

nf——傳力摩擦面數(shù)0.9——螺栓受力非均勻系數(shù)二、摩擦型高強(qiáng)螺栓的計算抗剪承載力由摩擦力確定。連接處接觸面處理方法構(gòu)件的鋼號3號鋼16錳鋼或16錳橋鋼15錳釩鋼或15錳釩橋鋼噴砂噴砂后涂無機(jī)富鋅漆噴砂后生赤繡用鋼絲刷清除浮銹或未經(jīng)處理的干凈軋制表面0.450.350.450.300.550.400.550.350.550.400.550.35摩擦面抗滑移系數(shù)值表3-4設(shè)，一側(cè)的螺栓數(shù)為n，平均受剪，承受外力N。++++++++++++++++NNl1分析方法和計算公式與普通螺栓同。2、高強(qiáng)螺栓群的抗剪計算

每個螺栓承受的剪力為：單個螺栓承載力設(shè)計條件：(1).所需螺栓數(shù)：15錳釩鋼或15錳釩橋鋼高強(qiáng)螺栓群在扭矩作用下的計算公式與普通螺栓同。已知外力P、螺栓數(shù)、螺栓類別、直徑、鋼材類型，驗算螺栓強(qiáng)度。每個螺栓承受的剪力為：特點：予拉力很大，依直徑等級不同，可達(dá)80～355kN。15錳釩鋼或15錳釩橋鋼（1）一個高強(qiáng)螺栓的抗拉承載力設(shè)計值(3)受彎矩作用的高強(qiáng)螺栓群計算（2）受拉力作用的高強(qiáng)螺栓群計算=0.以剪力等于摩擦力為設(shè)計極限狀態(tài)。高強(qiáng)螺栓群在扭矩作用下的計算公式與普通螺栓同。方法簡單，但常常出現(xiàn)予拉力比設(shè)計值高。NVb——單個高強(qiáng)螺栓抗剪承載力設(shè)計值——抗滑移（摩擦）系數(shù)，見表3-4高強(qiáng)螺栓群在扭矩作用下的計算公式與普通螺栓同。Nv=V/n=665/16=41.(2).構(gòu)件凈截面強(qiáng)度驗算

N

N++++++++++++NNAN′N′孔前傳力分析

高強(qiáng)螺栓群在扭矩作用下的計算公式與普通螺栓同。高強(qiáng)螺栓的直徑系列、連接中螺栓的排列及有關(guān)構(gòu)造要求與普通螺栓同。P88例題3-13P88例題3-14

P呢？研究表明：連接件剛好被松開時的外力N=1.05~1.19P，Ntb時可以保證連接件不被松馳。P—預(yù)拉力

（1）一個高強(qiáng)螺栓的抗拉承載力設(shè)計值

3、高強(qiáng)螺栓承受拉力時的計算《規(guī)范》規(guī)定：（2）受拉力作用的高強(qiáng)螺栓群計算N所需螺栓個數(shù)(3)受彎矩作用的高強(qiáng)螺栓群計算yiMy1x1i1號螺栓受到最大拉力，驗算：

與普通螺栓連接的區(qū)別：

（a）中性軸置于形心軸上

由于有很大的予拉力，連接件間緊密貼合，可認(rèn)為是一個截面，且符合平面假設(shè)。

（b）Ntb=0.8P（普通螺栓Ntb=Aeftb）(4)受剪力與拉力同時作用的高強(qiáng)螺栓群計算nt——連接的傳力摩擦面數(shù)

——摩擦面的抗滑移系數(shù)單個高強(qiáng)螺栓的抗剪承載力oP=768kN1考慮會減小，將Nti放大25％保證連接安全的要求：等級6kN＞Nvb=34kN(不可)25×48)=34kN外力P=768kN對螺栓形心有一偏心距e=15cm，形成剪力、拉力、彎矩三種狀態(tài)。(4)受剪力與拉力同時作用的高強(qiáng)螺栓群計算一個摩擦型高強(qiáng)螺栓的抗剪設(shè)計承載力按式（3-55）并引入后計算，改用M22，孔24，P=190kN，于是=0.1、單個高強(qiáng)螺栓抗剪承載力設(shè)計值15錳釩鋼或15錳釩橋鋼承壓型——連接件間允許相互滑動。高強(qiáng)螺栓群在扭矩作用下的計算公式與普通螺栓同。改用M22，孔24，P=190kN，于是=0.（1）計算作用在螺栓群形心處的力素1、單個高強(qiáng)螺栓抗剪承載力設(shè)計值15錳釩鋼或15錳釩橋鋼先用普通扳手把連接見擰緊密，稱初擰。P90

例3-16設(shè)計圖3-76所示高強(qiáng)螺栓連接的強(qiáng)度。被連接板件的鋼材為A3F，高強(qiáng)螺栓10.9級，M20，孔徑22，連接接觸面噴砂后生赤銹。按摩擦型計算。圖3-76外力P=768kN對螺栓形心有一偏心距e=15cm，形成剪力、拉力、彎矩三種狀態(tài)。已知外力P、螺栓數(shù)、螺栓類別、直徑、鋼材類型，驗算螺栓強(qiáng)度。oP=768kN1[解]（1）計算作用在螺栓群形心處的力素①抗拉驗算“1”點受到的拉力為：（2）驗算強(qiáng)度連接手M、V、N共同作用，形心軸過“o”點，“1”點是最危險點。oNVMP60oN剪力：V=Psin60°=768×0.866=665kN軸心拉力：N=Pcos60°=768×0.5=384kN彎矩：M=Ne=384×15=5760kNcm=48kNNtb=0.8P=0.8×155=124kNNt＜Ntb(可)②抗剪驗算

l1=700mm＞15d0=15×22=330mm

oP=768kN1一個摩擦型高強(qiáng)螺栓的抗剪設(shè)計承載力按式（3-55）并引入后計算，

Nvb=

ntNt)=0.89×0.9×1×0.45(155-1.25×48)=34kN

一個螺栓承受的剪力

Nv=V/n=665/16=41.6kN＞Nvb=34kN(不可)改用M22，孔24，P=190kN，于是=0.906，這樣：