普通螺栓的种类专业知识讲座

1、本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不 当之处，请联系本人或网站删除。 二、螺栓的排列二、螺栓的排列 B 错列 A 并列 中距 中 距 边 距 边 距 端距 螺栓的排列应满足： ?受力要求 ?构造要求 ?施工要求 本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不 当之处，请联系本人或网站删除。 1 1）受力要求 任意方向的中距、边距和端距不能过小，以防 止钢板截面过度削弱而承载力不足； 对于受压构件，中距不能太大，以防止连接板 件发生鼓曲。 2）构造要求 螺栓的边距和中距不宜太大，以免板件间贴合 不密，潮气侵入腐蚀钢材。 3 3）施工要求

2、为了便于扳手拧紧螺母，螺栓中距应不小于3do。 本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不 当之处，请联系本人或网站删除。 螺栓的最大、最小容许距离螺栓的最大、最小容许距离 名称 位置和方向 最大容许距离 （取两者的较小值） 最小容许距离 外排(垂直内力或顺内力方向) 8d0 或 12 t 垂直内力方向 16d0 或 24 t 构件受压力 12d0 或 18 t 中 间 排 顺内力方向 构件受拉力 16d0 或 24 t 中心间距 沿对角线方向 3d0 顺内力方向 2d0 剪切或手工气割边 1.5d0 高强度螺栓 1.5d0 中心至构件 边缘距离 垂直 内力 方向

3、轧制边、自动气 割或锯割边 其它螺栓 4d0 或 8 t 1.2d0 本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不 当之处，请联系本人或网站删除。 三、三、 普通螺栓连接的受力性能和计算普通螺栓连接的受力性能和计算 （一）螺栓连接的受力形式 F N F A 只受剪力 B 只受拉力只受拉力 C 剪力和拉 力共同作用 本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不 当之处，请联系本人或网站删除。 （二）普通螺栓抗剪连接 1)摩擦传力的弹性阶段(01段) N O 1 2 3 4 N N a b N N/2 N/2 1.工作性能 2)滑移阶段(12段)

4、 3)栓杆传力的弹性阶段(23段) 4)破坏阶段(34段) a b N N/2 N/2 本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不 当之处，请联系本人或网站删除。 2.2.破坏形式 以上三种破坏形式通过 强度计算避免。 N/2 N N/2 N N N N 1）螺栓杆被剪坏 2）孔壁的挤压破坏 3）板件被拉断 本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不 当之处，请联系本人或网站删除。 N N 这 两 种 破 坏 构 造 解 决 N/2 N N/2 4）板件端部被剪坏(拉豁) 5）栓杆弯曲破坏 端矩不应小于2dO 栓杆长度不应大于5d 本文档

5、所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不 当之处，请联系本人或网站删除。 3、抗剪螺栓的单栓承载力设计值 t连接接头一侧承压构件总厚度的较小值。 fcb螺栓孔壁承压强度设计值； ? b c b v b NNN，min min ?单栓抗剪承载力： b vv b v f d nN 4 2 ? ? 抗剪承载力： b c b c ftdN?承压承载力： d n v剪切面数目；d螺栓杆直径； fvb螺栓抗剪强度设计值； 本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不 当之处，请联系本人或网站删除。 剪切面数目剪切面数目nv N N 1? v n单剪： N

6、N/2 N/2 2? v n双剪： 4? v n四剪： N/2 N/3 N/3 N/3 N/2 本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不 当之处，请联系本人或网站删除。 4、普通螺栓群抗剪连接计算、普通螺栓群抗剪连接计算 1）普通螺栓群轴心力作用下抗剪计算 N/2 N l 1 1 N/2 平均值 螺栓的内力分布 当l115d0(d0为孔径)时， 假定N由各螺栓均匀承担。 b N N n min ? 本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不 当之处，请联系本人或网站删除。 N N b t t1 b1 板件的净截面验算：板件的净截面验算：

7、 A、螺栓采用并列排列时 1 1 2 2 ? 主板厚度主板宽度；截面上的螺栓数； 螺栓孔钢材强度设计值 主板： ? ? ? tbn dftdnbA f A N n n 11 ; 1 0011 , 1 , ? ? 拼接板截面上的螺栓数；拼接板宽度； 螺栓孔直钢材强度设计值 拼接板： ? ? ? 121 01021 2, 2, 22 ; 5 . 0 tnb dftdnbA f A N n n ? 本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不 当之处，请联系本人或网站删除。 N N t t1 b c2 c3 c 4 c 1 B、螺栓采用错列排列时: ? ? 主板厚度。 主板

8、宽度； 危险截面上的螺栓数； 螺栓孔直径；钢材强度设计值；式中： 截面：对于 截面：对于 主板： ? ? ? ? ? ? ? t b m df tdmccmcA tdmbA f A N n n n 0 0 2 2 2 14 0 ;1211 ;11 ? 1 1 1 1 本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不 当之处，请联系本人或网站删除。 N N b t t1 b1 c2 c3 c 4 c 1 拼接板强度验算: ? ? 拼接板厚度。 拼接板宽度； 危险截面上的螺栓数； 螺栓孔直径；钢材强度设计值；式中： 截面：对于 截面：对于 ? ? ? ? ? ? ? ? ?

9、? ? ? ? ? 1 1 0 10 2 2 2 14 101 ;1222 ;22 5 . 0 t b m df tdmccmcA tdmbA f A N n n n ? 2 2 2 2 本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不 当之处，请联系本人或网站删除。 2）普通螺栓群偏心力作用下抗剪计算 F作用下 F e F T T x y N1T N1Tx N1Ty r1 1 F 1 N1F n F N F ? 1 T作用下：2个假定 T作用下1号螺栓所受剪力最大 本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不 当之处，请联系本人或网站删除。 n

10、nTTT rNrNrNT? 2211 n nTTTT r N r N r N r N ? 3 3 2 2 1 1 n T nT T T T T r r N Nr r N Nr r N N? 1 1 3 1 1 32 1 1 2 ?； T x y N1T N1Tx N1Ty r1 1 ? ? ? n i i T n T r r N rrr r N T 1 2 1 1 22 2 2 1 1 1 ? 本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不 当之处，请联系本人或网站删除。 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? n i n i ii n i i T yx r

11、T r rT N 11 22 1 1 2 1 1 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? n i n i ii n i n i ii Ty n i n i ii n i n i ii Tx yx xT r x yx rT N yx yT r y yx rT N 11 22 1 1 1 11 22 1 1 11 22 1 1 1 11 22 1 1 T x y N1T N1Tx N1Ty r1 1 本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不 当之处，请联系本人或网站删除。 螺栓1的强度验算公式为: ? b FTyTx NNNN min 2 11

12、 2 1 ? 当螺栓布置比较狭长(如y13x1)时, 可令:xi=0，则N1Ty=0 ? ? ? ? ? ? n i i n i i Tx y yT r y y rT N 1 2 1 1 1 1 2 1 1 b FTx NNN min 2 1 2 1 ? 本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不 当之处，请联系本人或网站删除。 1、破坏形式 （三）普通螺栓抗拉连接 栓杆被拉断 2、单个普通螺栓的抗拉承载力设计值 b t eb te b t f d fAN 4 2 ? ? 式中：Ae-螺栓的有效截面面积； de-螺栓的有效直径； ftb-螺栓的抗拉强度设计值。 本文

13、档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不 当之处，请联系本人或网站删除。 de dn dm d 公式的两点说明：公式的两点说明： （1）螺栓的有效截面面积 )(3 24 13 螺距螺距?ttdd e 因栓杆上的螺纹为斜方向的，所以公式取的是 有效直径de而不是净直径dn，现行国家标准取： 本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不 当之处，请联系本人或网站删除。 (2）螺栓的抗拉强度ftb 当连接板件发生变形时， 螺栓有被撬开的趋势 （杠杆作用），使螺 杆中的拉力增加（撬 力Q）并产生弯曲现象。 22 QN N t ? 影响撬力的因素较多，

14、其 大小难以确定，规范采取 简化计算的方法，取 ftb=0.8f（f螺栓钢材 的抗拉强度设计值）。 连接件刚度越小撬力越大 本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不 当之处，请联系本人或网站删除。 在构造上可以通过加强连接件的刚度的方法， 来减小杠杆作用引起的撬力，如设加劲肋，可 以减小甚至消除撬力的影响。 本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不 当之处，请联系本人或网站删除。 3 3、普通螺栓群的轴拉设计、普通螺栓群的轴拉设计 b t N N n ? N 本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不 当之

15、处，请联系本人或网站删除。 4、普通螺栓群在弯矩作用下 M 刨平顶紧 承托(板) M 1 2 3 4 受压区 y1 y2 y3 N1 N2 N3 N4 中和轴 ? M作用下螺栓连接按弹性设计，其假定为： 1）连接板件绝对刚性，螺栓为弹性； 2）螺栓群的中和轴位于最下排螺栓的形心处， 各螺栓所受拉力与其至中和轴的距离呈正比。 本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不 当之处，请联系本人或网站删除。 1号螺栓在 M作用下所受拉力最大 nn yNyNyNM? 2211 n n y N y N y N y N ? 3 3 2 2 1 1 M 刨平顶紧 承托(板) M 1

16、2 3 4 受压区 y1 y2 y3 N1 N2 N3 N4 中和轴 本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不 当之处，请联系本人或网站删除。 nn y y N Ny y N Ny y N N? 1 1 3 1 1 32 1 1 2 ?； ? ? ? n i in y y N yyy y N M 1 2 1 122 2 2 1 1 1 ? ? ? ? ? n i i y yM N 1 2 1 1 b t NN ? 1 1号螺栓强度验算： 本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不 当之处，请联系本人或网站删除。 5、普通螺栓群在偏心拉力

17、作用下 可采用偏于安全的设计方法，即叠加法。 刨平顶紧 承托(板) F e N1F b t n i i MF N y yM n F NNN? ? ? ? ?1 2 1 111 1 2 3 4 F M y1 y2 y3 N1M N2M N3M M=F?e 中和轴 N4M 本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不 当之处，请联系本人或网站删除。 （四）普通螺栓拉、剪联合作用（四）普通螺栓拉、剪联合作用 V e M=Ve V 2、拉剪相关曲线 1、两种破坏形式 螺杆受剪兼受拉破坏 孔壁承压破坏； “四分之一圆” b V V N N b tt NN 0 1 1 a b 本

18、文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不 当之处，请联系本人或网站删除。 为防止螺杆受剪兼受拉破坏，应满足： 为防止孔壁的承压破坏，应满足： 1 22 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? b t t b v v N N N N b cv NN ? b V V N N b tt NN0 1 1 a b 本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不 当之处，请联系本人或网站删除。 3、当有承托承担全部剪 力时，螺栓群按受拉连接计算。 M 刨平顶紧 承托(板) V 连接角焊缝 本文档所提供的信息仅供参考之用，不

19、能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不 当之处，请联系本人或网站删除。 由45号、40B和20MnTiB钢加工而成，并经热处理 45号8.8级； 40B和20MnTiB10.9级 （a）大六角头螺栓 （b）扭剪型螺栓 4.7 高强度螺栓连接计算 本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不 当之处，请联系本人或网站删除。 初拧用普通扳手拧至不动，使板件贴紧密； 一、高强度螺栓的预拉力一、高强度螺栓的预拉力 1、高强度螺栓预拉力的建立方法 A、转角法 终拧初拧基础上用长扳手或电动扳手再拧过一定的 角度，一般为120 o-240o完成终拧。 预拉力的建立简单、有效，但要防止

20、欠拧、 漏拧和超拧； 本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不 当之处，请联系本人或网站删除。 简单、易实施，但得到的预拉力误差较大 B、扭矩法 初拧用力矩扳手拧至终拧力矩的 30%50%，使 板件贴紧密； 终拧初拧基础上，按100%设计终拧力矩拧紧。 C、扭断螺栓杆尾部法（扭剪型高强度螺栓） 初拧拧至终拧力矩的60%-80%； 终拧初拧基础上，以扭断螺栓杆尾部为准。 施工简单、技术要求低易实施、质量易保证等 本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不 当之处，请联系本人或网站删除。 2 2、高强度螺栓预拉力P P的确定 ue fAP

21、2 . 1 9 . 09 . 09 . 0? ? P P根据螺杆的有效抗拉强度确定，并考虑以下修正 ?考虑材料的不均匀性的折减系数0.9； ?为防止施工时超张拉导致螺杆破坏的折减系数0.9 ?考虑拧紧螺帽时，螺栓杆上产生的剪力对抗拉 强度的降低除以系数1.2。 ?附加安全系数0.9。 本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不 当之处，请联系本人或网站删除。 二、高强度螺栓抗剪连接二、高强度螺栓抗剪连接 高强度 螺栓 N O 1 2 3 4 1 2 3 4 普通螺栓普通螺栓 a b N N/2 N/2 摩擦型高强度螺栓 承压型高强度螺栓 （一）抗剪连接工作性能 通过

22、板件间摩擦力传递内力， 破坏准则为克服摩擦力 受力特征与普通螺栓类似 本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不 当之处，请联系本人或网站删除。 A、对于高强度螺栓摩擦型连接摩擦型连接 PnN f b v ?9 . 0 式中：0.9抗力分项系数R的倒 数(R=1.111); n f传力摩擦面数目 ; -摩擦面抗滑移系数 ; P预拉力设计值. （二）抗剪连接单栓承载力 高强度 螺栓 N O 1 2 3 4 1 2 3 4 普通螺栓 a b N N/2 N/2 本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不 当之处，请联系本人或网站删除。 不同钢

23、材在不同的接触面处理方法下的抗滑 移系数,如下表 摩擦型高强度螺栓是通过板件间摩擦力传递内 力的，而摩擦力的大小取决于板件间的挤压力板件间的挤压力 （P）和板件间的抗滑移系数 ； 板件间的抗滑移系数与接触面的处理方法和构 件钢号有关； 本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不 当之处，请联系本人或网站删除。 本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不 当之处，请联系本人或网站删除。 B、对于高强度螺栓承压型连接 b v e v b v f d nN 4 2 ? ? b c b c ftdN? ? b c b v b NNN，min mi

24、n ? 单栓抗剪承载力： 抗剪承载力： 承压承载力： 高强度 螺栓 N O 1 2 3 4 1 2 3 4 普通螺栓 a b N N/2 N/2 本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不 当之处，请联系本人或网站删除。 （三）高强度螺栓群的抗剪计算（三）高强度螺栓群的抗剪计算 1、轴心力作用、轴心力作用 对于摩擦型连接： b v N N n? 对于承压型连接： b N N n min ? N N 假定各螺栓受力均匀，故所需螺栓数：假定各螺栓受力均匀，故所需螺栓数： 本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不 当之处，请联系本人或网站删除

25、。 板件的净截面验算：板件的净截面验算： A、高强度螺栓摩擦型连接 主板：主板： ? 主板厚度。主板宽度； 螺栓孔直径；钢材强度设计值 其中： ? ? ? ? ? tb df tdnbAf A N n n 0 011 , 1 , ; ;? 考虑孔前传力50%得1-1 截面的内力为： 连接一侧的螺栓计算截面上的螺栓数；? ? ? ? ? ? ? ? ? ? nn n n NN 1 1 5 . 0 1 N N b t t1 b1 1 1 ： 本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不 当之处，请联系本人或网站删除。 连接一侧的螺栓计算截面上的螺栓数；? ? ? ? ?

26、? ? ? ? ? nn n n NN 2 2 5 . 0 15 . 0 N N b t t1 b1 拼接板： 2 2 ? 拼接板厚度。拼接板宽度； 螺栓孔直径；钢材强度设计值 其中： ? ? ? ? ? 11 0 10212, 2, ; ; tb df tdnbAf A N n n ? 考虑孔前传力50%得 2-2截面的内力为： B、高强度螺栓承压型连接的净截面验算与普通 螺栓的净截面验算完全相同。 本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不 当之处，请联系本人或网站删除。 2、扭矩或扭矩、剪力共同作用下 计算方法与普通螺栓相同，即： 剪力F作用下每个螺栓受力：

27、n F N F ? 1 F e T x y N1T N1Tx N1Ty r1 1 F 1 N1F 本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不 当之处，请联系本人或网站删除。 扭矩T作用下： ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? n i n i ii n i n i ii Ty n i n i ii n i n i ii Tx yx xT r x yx rT N yx yT r y yx rT N 11 22 1 1 1 11 22 1 1 11 22 1 1 1 11 22 1 1 ? b vFTyTx NNNN? 2 11 2 1 摩擦型

28、连接： 螺栓1的强度验算公式为: ? b FTyTx NNNN min 2 11 2 1 ?承压型连接： 本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不 当之处，请联系本人或网站删除。 A、摩擦型高强度螺栓 PN b t 8 .0? （一）高强度螺栓抗拉连接单栓承载力 B、承压型高强度螺栓 b t e b te b t f d fAN 4 2 ? ? 三、高强度螺栓抗拉连接三、高强度螺栓抗拉连接 本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不 当之处，请联系本人或网站删除。 （二）高强度螺栓群的抗拉计算 1、轴心力作用 b t N N n ? N

29、 2、弯矩作用下 假定连接的中和轴 与螺栓群形心轴重合 M 假定各螺栓均匀受力， 本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不 当之处，请联系本人或网站删除。 M M 1 2 3 4 y1 y2 N1 N2 N3 N4 受压区 中 和 轴 nn yNyNyNM? 2211 n n y N y N y N y N ? 3 3 2 2 1 1 ? ? ? ? n i i y yM N 1 2 1 1 因此，设计时只要满足下式即可： b t NN ? 1 本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不 当之处，请联系本人或网站删除。 3、偏心拉力作用下 偏心力作用下的高强度螺栓连接，螺栓最大拉 力不应大于0.8P，以保证板件紧密贴合，端板不 会被拉开，所以摩擦型和承压型均可采用以下方 法（叠加法）计算: b t n i i M N y yM n N N n N N? ? ? ? ?1 2 1 11 N e 1 2 3 4 M=N?e N y1 y2 N1 N2 N3 N4 中 和 轴 M作用下 N作用下 本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不 当之处，请联系本人或网站删除。 四、高强度螺栓群受拉、剪力共同作用四、高强度螺栓群受拉、剪力共同作用 N V n V N v