普通螺栓種類(lèi)

4 6普通螺栓連接的構(gòu)造和計(jì)算 一 普通螺栓的種類(lèi) C級(jí) 粗制螺栓 A B級(jí) 精制螺栓 類(lèi)孔 孔徑 do 比栓桿直徑 d 大0 3 0 5mm 類(lèi)孔 孔徑 do 比栓桿直徑 d 大1 5 3mm 性能等級(jí)為4 6或4 8級(jí) 4表示fu 400N mm2 0 6或0 8表示fy fu 0 6或0 8 M16 M20 M24 二 螺栓的排列 螺栓的排列應(yīng)滿足 受力要求 構(gòu)造要求 施工要求 1 受力要求 任意方向的中距 邊距和端距不能過(guò)小 以防止鋼板截面過(guò)度削弱而承載力不足 對(duì)于受壓構(gòu)件 中距不能太大 以防止連接板件發(fā)生鼓曲 2 構(gòu)造要求 螺栓的邊距和中距不宜太大 以免板件間貼合不密 潮氣侵入腐蝕鋼材 3 施工要求 為了便于扳手?jǐn)Q緊螺母 螺栓中距應(yīng)不小于3do 螺栓的最大 最小容許距離 三 普通螺栓連接的受力性能和計(jì)算 一 螺栓連接的受力形式 A只受剪力 B只受拉力 C剪力和拉力共同作用 二 普通螺栓抗剪連接 1 摩擦傳力的彈性階段 0 1段 1 工作性能 2 滑移階段 1 2段 3 栓桿傳力的彈性階段 2 3段 4 破壞階段 3 4段 2 破壞形式 以上三種破壞形式通過(guò)強(qiáng)度計(jì)算避免 1 螺栓桿被剪壞 2 孔壁的擠壓破壞 3 板件被拉斷 4 板件端部被剪壞 拉豁 5 栓桿彎曲破壞 端矩不應(yīng)小于2dO 栓桿長(zhǎng)度不應(yīng)大于5d 3 抗剪螺栓的單栓承載力設(shè)計(jì)值 t 連接接頭一側(cè)承壓構(gòu)件總厚度的較小值 fcb 螺栓孔壁承壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 單栓抗剪承載力 抗剪承載力 承壓承載力 nv 剪切面數(shù)目 d 螺栓桿直徑 fvb 螺栓抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 剪切面數(shù)目nv 4 普通螺栓群抗剪連接計(jì)算 1 普通螺栓群軸心力作用下抗剪計(jì)算 當(dāng)l1 15d0 d0為孔徑 時(shí) 假定N由各螺栓均勻承擔(dān) 板件的凈截面驗(yàn)算 A 螺栓采用并列排列時(shí) B 螺栓采用錯(cuò)列排列時(shí) 拼接板強(qiáng)度驗(yàn)算 2 普通螺栓群偏心力作用下抗剪計(jì)算 F作用下 T作用下 2個(gè)假定 T作用下 1 號(hào)螺栓所受剪力最大 螺栓1的強(qiáng)度驗(yàn)算公式為 當(dāng)螺栓布置比較狹長(zhǎng) 如y1 3x1 時(shí) 可令 xi 0 則N1Ty 0 1 破壞形式 三 普通螺栓抗拉連接 栓桿被拉斷 2 單個(gè)普通螺栓的抗拉承載力設(shè)計(jì)值 式中 Ae 螺栓的有效截面面積 de 螺栓的有效直徑 ftb 螺栓的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 公式的兩點(diǎn)說(shuō)明 1 螺栓的有效截面面積 因栓桿上的螺紋為斜方向的 所以公式取的是有效直徑de而不是凈直徑dn 現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)取 2 螺栓的抗拉強(qiáng)度f(wàn)tb 當(dāng)連接板件發(fā)生變形時(shí) 螺栓有被撬開(kāi)的趨勢(shì) 杠桿作用 使螺桿中的拉力增加 撬力Q 并產(chǎn)生彎曲現(xiàn)象 影響撬力的因素較多 其大小難以確定 規(guī)范采取簡(jiǎn)化計(jì)算的方法 取ftb 0 8f f 螺栓鋼材的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 連接件剛度越小撬力越大 在構(gòu)造上可以通過(guò)加強(qiáng)連接件的剛度的方法 來(lái)減小杠桿作用引起的撬力 如設(shè)加勁肋 可以減小甚至消除撬力的影響 3 普通螺栓群的軸拉設(shè)計(jì) 4 普通螺栓群在彎矩作用下 M作用下螺栓連接按彈性設(shè)計(jì) 其假定為 1 連接板件絕對(duì)剛性 螺栓為彈性 2 螺栓群的中和軸位于最下排螺栓的形心處 各螺栓所受拉力與其至中和軸的距離呈正比 1 號(hào)螺栓在M作用下所受拉力最大 5 普通螺栓群在偏心拉力作用下 可采用偏于安全的設(shè)計(jì)方法 即疊加法 四 普通螺栓拉 剪聯(lián)合作用 2 拉剪相關(guān)曲線 1 兩種破壞形式 螺桿受剪兼受拉破壞 孔壁承壓破壞 四分之一圓 為防止螺桿受剪兼受拉破壞 應(yīng)滿足 為防止孔壁的承壓破壞 應(yīng)滿足 3 當(dāng)有承托承擔(dān)全部剪力時(shí) 螺栓群按受拉連接計(jì)算 由45號(hào) 40B和20MnTiB鋼加工而成 并經(jīng)熱處理 45號(hào) 8 8級(jí) 40B和20MnTiB 10 9級(jí) a 大六角頭螺栓 b 扭剪型螺栓 4 7高強(qiáng)度螺栓連接計(jì)算 初擰 用普通扳手?jǐn)Q至不動(dòng) 使板件貼緊密 一 高強(qiáng)度螺栓的預(yù)拉力 1 高強(qiáng)度螺栓預(yù)拉力的建立方法 A 轉(zhuǎn)角法 終擰 初擰基礎(chǔ)上用長(zhǎng)扳手或電動(dòng)扳手再擰過(guò)一定的角度 一般為120o 240o完成終擰 預(yù)拉力的建立簡(jiǎn)單 有效 但要防止欠擰 漏擰和超擰 簡(jiǎn)單 易實(shí)施 但得到的預(yù)拉力誤差較大 B 扭矩法 初擰 用力矩扳手?jǐn)Q至終擰力矩的30 50 使板件貼緊密 終擰 初擰基礎(chǔ)上 按100 設(shè)計(jì)終擰力矩?cái)Q緊 C 扭斷螺栓桿尾部法 扭剪型高強(qiáng)度螺栓 初擰 擰至終擰力矩的60 80 終擰 初擰基礎(chǔ)上 以扭斷螺栓桿尾部為準(zhǔn) 施工簡(jiǎn)單 技術(shù)要求低易實(shí)施 質(zhì)量易保證等 2 高強(qiáng)度螺栓預(yù)拉力P的確定 P根據(jù)螺桿的有效抗拉強(qiáng)度確定 并考慮以下修正 考慮材料的不均勻性的折減系數(shù)0 9 為防止施工時(shí)超張拉導(dǎo)致螺桿破壞的折減系數(shù)0 9 考慮擰緊螺帽時(shí) 螺栓桿上產(chǎn)生的剪力對(duì)抗拉強(qiáng)度的降低除以系數(shù)1 2 附加安全系數(shù)0 9 二 高強(qiáng)度螺栓抗剪連接 摩擦型高強(qiáng)度螺栓 承壓型高強(qiáng)度螺栓 一 抗剪連接工作性能 通過(guò)板件間摩擦力傳遞內(nèi)力 破壞準(zhǔn)則為克服摩擦力 受力特征與普通螺栓類(lèi)似 A 對(duì)于高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接 式中 0 9 抗力分項(xiàng)系數(shù) R的倒數(shù) R 1 111 nf 傳力摩擦面數(shù)目 摩擦面抗滑移系數(shù) P 預(yù)拉力設(shè)計(jì)值 二 抗剪連接單栓承載力 不同鋼材在不同的接觸面處理方法下的抗滑移系數(shù) 如下表 摩擦型高強(qiáng)度螺栓是通過(guò)板件間摩擦力傳遞內(nèi)力的 而摩擦力的大小取決于板件間的擠壓力 P 和板件間的抗滑移系數(shù) 板件間的抗滑移系數(shù) 與接觸面的處理方法和構(gòu)件鋼號(hào)有關(guān) B 對(duì)于高強(qiáng)度螺栓承壓型連接 單栓抗剪承載力 抗剪承載力 承壓承載力 三 高強(qiáng)度螺栓群的抗剪計(jì)算 1 軸心力作用 對(duì)于摩擦型連接 對(duì)于承壓型連接 假定各螺栓受力均勻 故所需螺栓數(shù) 板件的凈截面驗(yàn)算 A 高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接 主板 考慮孔前傳力50 得1 1截面的內(nèi)力為 拼接板 考慮孔前傳力50 得2 2截面的內(nèi)力為 B 高強(qiáng)度螺栓承壓型連接的凈截面驗(yàn)算與普通螺栓的凈截面驗(yàn)算完全相同 2 扭矩或扭矩 剪力共同作用下 計(jì)算方法與普通螺栓相同 即 剪力F作用下每個(gè)螺栓受力 扭矩T作用下 螺栓1的強(qiáng)度驗(yàn)算公式為 A 摩擦型高強(qiáng)度螺栓 一 高強(qiáng)度螺栓抗拉連接單栓承載力 B 承壓型高強(qiáng)度螺栓 三 高強(qiáng)度螺栓抗拉連接 二 高強(qiáng)度螺栓群的抗拉計(jì)算 1 軸心力作用 2 彎矩作用下 假定連接的中和軸與螺栓群形心軸重合 假定各螺栓均勻受力 因此 設(shè)計(jì)時(shí)只要滿足下式即可 3 偏心拉力作用下 偏心力作用下的高強(qiáng)度螺栓連接 螺栓最大拉力不應(yīng)大于0 8P 以保證板件緊密貼合 端板不會(huì)被拉開(kāi) 所以摩擦型和承壓型均可采用以下方法 疊加法 計(jì)算 四 高強(qiáng)度螺栓群受拉 剪力共同作用 單個(gè)螺栓所受的剪力 單個(gè)螺栓所受的拉力 一 高強(qiáng)度螺栓在拉 剪共同作用下的工作性能 1 高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接 2 高強(qiáng)度螺栓承壓型連接 為了防止孔壁的承壓破壞 應(yīng)滿足 系數(shù)1 2是考慮由于外