摩擦型高强螺栓的计算方式

1、返回3-6高强度螺栓连接的构造和计算3.6.1高强度螺栓连接的工作性能和构造要求、高强度螺栓连接的工作性能1、高强度螺栓的抗剪性能由图3.5.2中可以看岀，由于高强度螺栓连接有较大的预拉力，从而使被连板叠中有很大的预压力，当连接受剪时，主要依靠摩擦力传力的高强度螺栓连接的抗剪承载力可达到1点。通过1点后，连接产生了滑解，当栓杆与孔壁接触后，连4点，即接又可继续承载直到破坏。如果连接的承载力只用到点，即为高强度螺栓摩擦型连接；如果连接的承载力用到为高强度螺栓承压型连接。2、高强度螺栓的抗拉性能高强度螺栓在承受外拉力前，螺杆中已有很高的预拉力P，板层之间则有压力 C,而P与C维持平衡（图3.6.1

2、a ）。P，同时把压紧的板件拉当对螺栓施加外拉力N t，则栓杆在板层之间的压力未完全消失前被拉长，此时螺杆中拉力增量为松，使压力C减少 C （图3.6.1b ）。I Hit!1 1i11! JmE13.6.1高強度蛭栓受拉计算表明，当加于螺杆上的外拉力Nt为预拉力P的80%时，螺杆内的拉力增加很少，因此可认为此时螺杆的预拉力 基本不变。同时由实验得知，当外加拉力大于螺杆的预拉力时，卸荷后螺杆中的预拉力会变小，即发生松弛现象。但当外加拉力小于螺杆预拉力的80%时，即无松弛现象发生。也就是说，被连接板件接触面间仍能保持一定的压紧力，可以假定 整个板面始终处于紧密接触状态。但上述取值没有考虑杠杆作用

3、而引起的撬力影响。实际上这种杠杆作用存在于所有螺栓的抗拉连接中。起初增加缓慢,研究表明，当外拉力Nt0.5P时，不岀现撬力，如图 3.6.2所示，撬力Q大约在Nt达到0.5P时开始岀现, 以后逐渐加快，到临近破坏时因螺栓开始屈服而又有所下降。由于撬力Q的存在，外拉力的极限值由Nu下降到Nu。因此，如果在设计中不计算撬力Q，应使N 150 C时，应采取隔热措施，以使连接温度在150 C或100 C以下。2、受拉连接承载力如前所述，为提高强度螺栓连接在承受拉力作用时，能使被连接扳间保持一定的压紧力，规范规定在杆轴方向承受拉(5 d 5)力的高强度螺栓摩型连接中，单个高强度螺栓受拉承载力设计值为:7

4、=0.3F但睜压型连接的高强度螺恰N包却揑ff通螺栓公式计算（但强度设计取值不同人3、同时承受剪力和拉力连接的承载力Nv和拉力Nt与高强螺栓的如前所述，当螺栓所受外拉力时，虽然螺杆中的预拉力P基本不变，但板层间压力将减少到P-N t。试验研究表明，这时接触面的抗滑移系数值也有所降低，而且值随Nt的增大而减小，试验结果表明，外加剪力 受拉、受剪承载力设计值之间具有线性相关关系，故规范规定，当高强度螺栓摩擦型连接同时承受摩擦面间的剪力和螺栓 杆轴方向的外拉力时，其承载力应按下式计算:式中M某个高强度幌栓所承受的码力和a力设计值,受拉承载力设计値.363高强度螺栓承压型连接计算1、受剪连接承载力高强

5、度螺栓承压型连接的计算方法与普通螺栓连接相同,仍可用式（3.5.1 ）和式（3.5.2 ）计算单个螺栓的抗剪承载力设计值，只是应采用承压型连接高强度螺栓的强度设计值。当剪切面在螺纹处时，承压型连接高强度螺栓的抗剪承载力应 按螺纹处的有效截面计算。但对于普通螺栓，其抗剪强度设计值是根据连接的试验数据统计而定的，试验时不分剪切面是 否在螺纹处，故计算抗剪强度设计值时用公称直径。2、受拉连接承载力承压型连茬高強度嫦栓沿杆轴方向壹E时，规范給出了相应强度别的螺栓抗扌主强度讲计11彳43血，抗拉承载力的计算公式与普通螺栓相同，只是抗拉强度设计值不同。3、同时承受剪力和拉力连接的承载力同时承受剪力和杆轴方

6、向拉力的承压型连接高强度螺栓的计算方法与普通螺栓相同，即:惴丿1(3 6.7)叽磴/1.2(3.6S)式中 g 叭某午高强度蠟栓所承受M剪力和担力设计值I个高强度螺栓的受剪，受&和承压承载力设计值.由于在剪应力单独作用下，高强度螺栓对板层间产生强大压紧力。当板层间的摩擦力被克服，螺杆与孔壁接触时，板件孔前区形成三向应力场，因而承压型连接高强度螺栓的承压强度比普通螺栓高得多，两者相差约50%。当承压型连接高强度螺栓受有杆轴拉力时，板层间的压紧力随外拉力的增加而减小，因而其承压强度设计值也随之降低。为了计算简便,我国现行钢结构设计规范规定，只要有外拉力存在，就将承压强度除以1.2予以降低，而未考虑

7、承压强度设计值变化幅度随外拉力大小而变化这一因素。因为所有高强度螺栓的外拉力一般均不大于0.8P。此时，可以为整个板层间始终处于紧密接触状态，采用统一除以1.2的做法来降低承压强度，一般能保证安全。364高强度螺栓群的计算一、高强度螺栓群受剪1、轴心受剪此时，高强度螺栓连接所需螺栓数目应由下式确定:N打-r-Tm 口式中川二是相应连接类型的单个高確度螺栓受剪承載力设计谊的撮小值，应按相应播型由公式C16.4）或*式3） 和C5J.3）计算。2、高强度螺栓群的非轴心受剪高强度螺栓群在扭矩或扭矩、剪力共同作用时的抗剪计算方法与普通螺栓群相同，但应采用高强度螺栓承载力设计值进行计算。二、高强度螺栓群

8、受拉1、轴心受拉高强度螺栓群连接所需螺栓数目:N；式中 代一一在杆轴方向受拉力时，1个高强度瞩栓（摩擦型戴承压型）的般载力iS计值，根据连捞粪型按公貳C3.6.J） 或公式GAII）计S.2、高强度螺栓群受弯矩作用!-1高强度螺栓（摩擦型和承压型）的外拉力总是小于预拉力P,在连接受弯矩而使螺栓沿栓杆方向受力时，被连接构件的363 ），最外排螺栓受力最大。最大拉力及其验接触面一直保持紧密贴合；因此，可认为中和轴在螺栓群的形心轴上（图 算式为:g)式中”一一蝮栓群珍心袖至螺栓的最大距离:一形心轴上，下各螺栓至形心轴矩离的平芳和.Sfl)3、高强度螺栓群偏心受拉由于高强度螺栓偏心受拉时，螺拉的最大拉

9、力不得超过0.8P，能够保证板层之间始终保持紧密贴合，端板不会拉开,故摩擦型连接高强度螺栓和承压型连接高强度螺栓均可按普通螺栓小偏心受拉计算，即:三、高强度螺栓群承受拉力、弯矩和剪力的共同作用1、摩擦型连接的计算图364所示为摩擦型连接高强度螺栓承受拉力、弯矩和剪力共同作用时的情况。由于螺栓连接板层间的压紧力和接触 面的抗滑移系数，随外拉力的增加而减小。已知摩擦型连接高强度螺栓承受剪力和拉力联合作用时，螺栓的承载力设计值 应符合相关方程:该式可改写为：将船=09幻#巴 用= 02P代入上式得匚眄= 0*9勺嵐F-L 2 了坷）(Min即公式（3.6.11 ）和（366 ）是等价的。式中的Nv是同时作用剪力和拉力时，单个螺栓所能承受的最大剪力设计值。-+GfoLr-rrri图3怎4摩擦型连按髙强度螺栓的内力分布在弯矩和拉力共同作用下，高强螺栓群中的拉力各不相同，即:心士觀则剪力V的验算应满足下式:矿2?加卅孑-13坷）(3.6.13)式C3 6.12）中.当叫cO时，取M :(xS25；xl 計乂驴)按比