第5章鋼結(jié)構(gòu)的緊固件連接1

螺栓連接螺栓規(guī)格精制螺栓粗制螺栓分類A級和B級C級強(qiáng)度等級5.6級和8.8級4.6級和4.8級加工方式車床上經(jīng)過切削而成未經(jīng)加工的圓鋼壓制而成加工精度螺桿與栓孔直徑之差為0.25～0.5mm螺桿與栓孔直徑之差為1.5～3mm受力特點(diǎn)抗剪差、抗拉好抗剪抗拉均好經(jīng)濟(jì)性能價格高價格經(jīng)濟(jì)用途構(gòu)件精度很高的結(jié)構(gòu)（機(jī)械結(jié)構(gòu)）；在鋼結(jié)構(gòu)中很少采用沿螺栓桿軸受拉的連接；次要的抗剪連接；安裝的臨時固定3.6普通螺栓連接的構(gòu)造和計(jì)算注：A、B兩級的區(qū)別只是尺寸不同。A級用于d≤24mm,l≤150mm的螺栓，B級用于d>24mm,l>150mm

螺栓。

3.6.1螺栓的排列和構(gòu)造要求排列的方式有并列排列和錯列排列兩種。并列比較簡單整齊，所用連接板尺寸小，但由于螺栓孔的存在，對構(gòu)件截面的削弱較大；錯列可以減小螺栓孔對截面的削弱，但螺栓空排列不如并列緊湊，連接板尺寸較大。(1)受力要求

下限：防止孔間板破裂上限：防止板間張口和鼓曲。b）螺孔中心距限制a）端距限制——防止孔端鋼板剪斷，；中心距太大<2d端距過?。?）構(gòu)造要求

螺栓的中距及邊距過大，則構(gòu)件接觸面不夠緊密，潮氣易侵入縫隙而發(fā)生銹蝕。（3）施工要求

要保證有一定的空間，以便轉(zhuǎn)動扳手，擰緊螺母。螺栓的排列滿足受力要求，構(gòu)造要求，施工要求。端距邊距1.5d0(1.2d0)2d02d01.5d03d0端距端距端距中距邊距線距3d02d03d01.5d01.5d03d03d02d0邊距中心距

表3.3

根據(jù)規(guī)范規(guī)定（表3.3）的螺栓最大、最小容許間距，排列螺栓時宜按最小容許間距取用，且宜取5mm的倍數(shù)，并按等距離布置，以縮小連接的尺寸。常用螺栓直徑為d=16，20，24mm，用M表示，如M16。螺栓符號3.6.2普通螺栓的工作性能

螺栓連接的受力形式分為：A.只受剪力B.只受拉力C.受剪力和拉力共同作用。

FNFA剪力螺栓B拉力螺栓C剪力和拉力共同作用受力垂直螺桿，承剪、承壓。連接件有錯動趨勢受力平行螺桿，承拉連接件有脫開趨勢NδO1234NNabNN/2N/2對圖示螺栓連接做抗剪試驗(yàn),即可得到板件上a、b兩點(diǎn)相對位移δ與作用力N的關(guān)系曲線,該曲線清楚的揭示了抗剪螺栓受力的四個階段1）受剪連接的工作性能

(A)摩擦傳力的彈性階段(0~1段)

直線段—連接處于彈性狀態(tài)；由板件間的摩擦力傳遞外力。該階段較短—摩擦力較小。(B)滑移階段(1~2段)

克服摩擦力后，板件間突然發(fā)生水平滑移，最大滑移量為栓孔和栓桿間的間隙，表現(xiàn)在曲線上為水平段。1.抗剪螺栓連接NδO1234abNN/2N/2(C)栓桿傳力的彈性階段(2~3段)

該階段主要靠栓桿與孔壁的接觸傳力。栓桿受剪力、拉力、彎矩作用，孔壁受擠壓。由于材料的彈性以及栓桿拉力增大所導(dǎo)致的板件間摩擦力的增大，N-δ關(guān)系以曲線狀態(tài)上升。

(D)彈塑性階段(3~4段)

達(dá)到‘3’后，即使給荷載以很小的增量，連接的剪切變形迅速增大，直到連接破壞?！?’點(diǎn)（曲線的最高點(diǎn)）即為普通螺栓抗剪連接的極限承載力Nu。螺桿被剪斷；b)連接件孔壁擠壓破壞c)鋼板拉斷；d)鋼板沖剪破壞；e)螺桿彎曲破壞。a)AB栓桿較細(xì)而板件較厚時b)BA栓桿較粗而板件較薄時c)A截面削弱過多時d)35o35oa1A端矩過小時；端矩≥2d0e)A板過厚螺栓桿過長；栓桿長度＜5da)、b)、c)通過計(jì)算解決d)、e)通過構(gòu)造解決2）

受剪連接的破壞形式受剪承載力設(shè)計(jì)值：承壓承載力設(shè)計(jì)值：

抗剪螺栓的承載力取決于螺栓桿受剪和孔壁承壓兩種情況，故單栓抗剪承載力由以下兩式?jīng)Q定:（3-24）（3-25）d

假定螺栓受剪面上的剪應(yīng)力均勻分布；假定擠壓力沿栓桿直徑平面（實(shí)際上是相應(yīng)于栓桿直徑平面的孔壁部分）均勻分布單個剪力螺栓的設(shè)計(jì)承載力：3）單個螺栓的受剪承載力設(shè)計(jì)值受剪承載力設(shè)計(jì)值：t1<t2

,Σt=t1t1t2t1t2t3t2<t1+t3

,Σt=t2d+b<a+c+e

,Σt=b+d剪面數(shù)目螺栓抗剪設(shè)計(jì)強(qiáng)度承壓承載力設(shè)計(jì)值：螺栓直徑承壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度承壓構(gòu)件一側(cè)總厚度的較小值d2.抗拉螺栓連接1）受拉連接的工作性能b)試驗(yàn)證明影響撬力的因素較多，其大小難以確定，規(guī)范將螺栓的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值降低20％來考慮撬力的影響，取ftb=0.8f（f—螺栓鋼材的抗拉強(qiáng)度設(shè)值）。a)

螺栓受拉時，一般是通過與螺桿垂直的板件傳遞，即螺桿并非軸心受拉，當(dāng)連接板件發(fā)生變形時，螺栓有被撬開的趨勢（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。連接件剛度越小撬力越大。

圖3-69受拉螺栓的撬力加勁肋翼緣加強(qiáng)的措施c)

在構(gòu)造上可以通過加強(qiáng)連接件的剛度的方法，來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。（3-26）其中：Ntb——單個螺栓抗拉承載力；Ae

——螺栓螺紋處的有效面積；de——螺栓有效直徑；附表6(P490)

ftb

——螺栓的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。2）單個螺栓的受拉承載力設(shè)計(jì)值

圖3-69受拉螺栓的撬力dedndmd螺栓的有效直徑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)行國家標(biāo)準(zhǔn)?。篘/2Nl1N/2(a)試驗(yàn)證明,栓群在軸力作用下各個螺栓的內(nèi)力沿螺栓群長度方向不均勻，兩端大,中間小。

(b）當(dāng)連接長度l1≤15d0(d0為孔徑)時，連接進(jìn)入彈塑性工作狀態(tài)后，內(nèi)力重新分布，各個螺栓內(nèi)力趨于相同，故設(shè)計(jì)時假定N由各螺栓平均分擔(dān)。1.在軸心力作用下受剪計(jì)算

連接一側(cè)所需螺栓數(shù)為：(3-27)平均值螺栓的內(nèi)力分布彈性階段塑性階段3.6.3螺栓群的計(jì)算我國規(guī)范1.00.750.50.2501020304050607080l1/d0η平均值長連接螺栓的內(nèi)力分布(c)當(dāng)連接長度l1>15d0(d0為孔徑)時，各個螺栓內(nèi)力難以均勻，端部螺栓受力最大首先破壞，然后依次破壞,出現(xiàn)解紐扣現(xiàn)象。由試驗(yàn)可得連接的抗剪強(qiáng)度折減系數(shù)與l1/d0的關(guān)系曲線。(3-28)因此《規(guī)范》采用承載力折減系數(shù)考慮螺栓群受力不均。連接一側(cè)所需螺栓數(shù)為：NNbtt1b111由于螺栓孔消弱了板件的截面，因此要驗(yàn)算板件的凈截面強(qiáng)度，按最危險的凈截面計(jì)算。NNtt1bc2c3c6c111ⅡⅡt≤2t1螺栓并列布置按最危險的正交截面（Ⅰ－Ⅰ）計(jì)算：螺栓錯列布置可能沿正交截面（Ｉ－Ｉ）破壞，也可能沿齒狀截面（Ⅱ－Ⅱ）破壞，取截面的較小面積計(jì)算：TTTxyN1TN1TxN1Tyr11基本假設(shè):①連接件絕對剛性,螺栓彈性；②

T作用下連接板件繞栓群形心轉(zhuǎn)動，各螺栓剪力大小與螺栓至形心的距離ri成正比，方向與它和形心的連線垂直。2.在扭矩作用下受剪計(jì)算

（a）顯然，T作用下‘1’號螺栓所受剪力最大（r1最大）。根據(jù)平衡條件得：（c）將（c）式代入（a），得用N1T表達(dá)的T式：

由各螺栓剪力與r成正比：（b）由各剪力都用N1表示：yTxyN1Tr11N2TN4TN5T螺栓1離形心最遠(yuǎn)是危險螺栓,最大剪力N1T:yoxx11r1y1(3-33)當(dāng)螺栓布置在一個狹長帶，例如y1≥3x1，則可假定xi=0

。同理x1≥3y1，則可假定yi=0

。(3-34)驗(yàn)算剪力最大螺栓:(3-36)剪力V，和軸力N作用下每個螺栓受力：2.在扭矩,剪力，軸心力作用下受剪計(jì)算

TTxyN1TN1TxN1Tyr1T1N1NyVFV1N1VxN1將N1T它分解為水平和豎直分力：在V,N,T作用下，受力最大羅刷1所受合力N1應(yīng)滿足:（3-37）在扭矩T作用下，外圍4個螺栓離形心最遠(yuǎn)，受力最大，最大剪力N1T：yoxx11r1y14.軸心力作用下抗拉計(jì)算

當(dāng)外力通過螺栓群形心時，一般假定每個螺栓均勻受力，因此連接所需的螺栓數(shù)目為：（3-38）（3-26）NM刨平頂緊承托(板)M1234受壓區(qū)y1y2y3N1N2N3N4中和軸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成正比。5.彎矩作用下受拉計(jì)算M刨平頂緊承托(板)M1234受壓區(qū)y1y2y3N1N2N3N4中和軸顯然‘1’號螺栓在M作用下所受拉力最大由力學(xué)及假定可得：將式(c)代入式(b)得:由式(a)得:因此，設(shè)計(jì)時只要滿足下式即可：

即受力最大的最外排螺栓1的拉力不超過一個螺栓的抗拉承載力設(shè)計(jì)值M1234刨平頂緊承托(板)Ne螺栓群偏心受拉，將N移到螺栓群形心，等效為承受軸心拉力N和彎矩M。這時要考慮兩種情況：1）M/N較小時，為小偏心受拉。2）M/N較大時，為大偏心受拉。6.彎矩和軸心力作用下受拉計(jì)算（偏心受拉）①小偏心受拉

當(dāng)M/N較小時，所有螺栓均承受拉力作用，構(gòu)件B繞螺栓群的形心O轉(zhuǎn)動。螺栓群的最大和最小螺栓受力為：（3-40）（3-41）O②大偏心受拉

當(dāng)Nmin<0

時，由于M/N較大，e>ρ，構(gòu)件B繞A點(diǎn)（底排螺栓）旋轉(zhuǎn)趨勢，偏于安全取中和軸位于最下排螺栓O’處，受拉力最大的螺栓要求滿足：（3-43）O’

同時承受剪力和拉力作用的普通螺栓有兩種算法：

1）假定支托刨平頂緊，作為承托板承受剪力。

2）假定紙托不受力，僅在安裝時起臨時固定作用。7.

同時承受剪力和拉力計(jì)算VVM承托(板)此時螺栓同時承受彎矩M引起的拉力和剪力V引起的剪力。VM在彎矩M作用下，受力最大的最外排螺栓的拉力為：在剪力V作用下，每個螺栓受力相等，其值為：1）假定支托不受力，僅在安裝時起臨時固定作用。規(guī)范規(guī)定：同時承受剪力和桿軸方向拉力的普通螺栓，應(yīng)分別符合下列公式的要求：

驗(yàn)算剪-拉聯(lián)合作用：（3-44a）（3-44b）驗(yàn)算孔壁承壓：Nvb——單個螺栓抗剪承載力設(shè)計(jì)值；Ncb——單個螺栓承壓承載力設(shè)計(jì)值Ntb——單個螺栓抗拉承載力設(shè)計(jì)值；Nv

、Nt——單個螺栓承受的最大剪力和拉力設(shè)計(jì)值。

同時承受剪力和拉力作用的普通螺栓有兩種可能破壞形式：一是螺栓桿受剪受拉破壞；二是孔壁承壓破壞。圖3.5.12剪－拉聯(lián)合作用的螺栓圖3.5.13剪力和拉力的相關(guān)曲線試驗(yàn)研究結(jié)果表明，兼受剪力和拉力的螺桿分別除以各自單獨(dú)作用的承載力，所得的相關(guān)關(guān)系近似為圓曲線。

2）假定支托刨平頂緊，作為承托板承受剪力。此時螺栓僅承受彎矩M=Ve,剪力V由承托承受，則受力最大的最外排螺栓的拉力應(yīng)滿足：VVM支托與柱翼緣用角焊縫連接，按下式計(jì)算：-----考慮剪力對焊縫的偏心影響系數(shù)，可取1.25-1.35.[例3-7]

設(shè)計(jì)圖3-78所示的角鋼拼接節(jié)點(diǎn)，采用C級普通螺栓連接。角鋼為L100×8，材料為Q235鋼，承受軸心拉力設(shè)計(jì)值N=250KN。采用同型號角鋼做拼接角鋼，螺栓直徑為d=22mm，孔徑d0=23.5mm?！窘狻?/p>

由附表5查得

（1）螺栓計(jì)算一個螺栓的受剪承載力設(shè)計(jì)值為：一個螺栓的承壓承載力設(shè)計(jì)值為：構(gòu)件一側(cè)所需的螺栓數(shù)個，取n=5每側(cè)用5個螺栓，在角鋼兩肢上交錯排列。（2）構(gòu)件凈截面強(qiáng)度計(jì)算將角鋼沿中線展開（圖3-78b），角鋼的毛截面面積為15.6cm2直線截面I-I的凈面積為折線截面II-II的凈面積為凈截面強(qiáng)度滿足要求。設(shè)計(jì)雙蓋板拼接的普通螺栓連接，被拼接的鋼板為370mm*14mm，鋼材為Q235，承受設(shè)計(jì)值扭矩T=25kN.m,剪力V=300kN,軸心力N=300kN.螺栓直徑d=20mm，孔徑d0=21.5mm。【例3-8】(受剪）

【解】螺栓布置及蓋板尺寸見圖3-79，蓋板截面積大于被拼接鋼板截面積。螺栓間距均在容許距離范圍內(nèi)。一個螺栓的受剪承載力設(shè)計(jì)值為：扭矩作用時，最外螺栓受剪力最大，其值為：剪力和軸心力作用時，每個螺栓所受剪力相同，其值為：受力最大螺栓所受的剪力合力為yoxx11r1y1鋼板凈截面強(qiáng)度驗(yàn)算，首先計(jì)算1—1截面幾何性質(zhì)鋼板界面最外邊緣正應(yīng)力鋼板界面形心處的剪應(yīng)力，軸向力圖3-80為牛腿與柱翼緣的連接，承受設(shè)計(jì)值豎向力。V的作用點(diǎn)距柱翼緣表面距離螺栓直徑20mm,為普通C級螺栓，排列如圖所示。牛腿下設(shè)支托，焊條E43型，手工焊。按支托承受剪力支托只起支承作用，不承受剪力，驗(yàn)算螺栓強(qiáng)度和支托焊縫。

。鋼材為Q235，【例3-9】（受拉，受剪+受拉）

【解】（1）由支托承受剪力，螺栓承受軸力N和彎矩M，

支托5010070707070NV一個抗拉螺栓的承載力設(shè)計(jì)值

支托5010070707070NVM先按小偏心受拉計(jì)算，假定牛腿繞螺栓群形心轉(zhuǎn)動，受力最小螺栓的拉力為說明連接下部受壓，連接為大偏心受拉，中性軸位于最下排螺栓處,,受力最大的最上排螺栓所受拉力為，

支托承受剪力V=100KN,設(shè)焊縫（2）支托不承受剪力，螺栓同時承受拉力和剪力

一個螺栓的承載力設(shè)計(jì)值:每個螺栓承擔(dān)的剪力為:受拉力最大螺栓所承擔(dān)的拉力同（1），為

拉力和剪力共同作用下:螺栓強(qiáng)度滿足要求?！狙a(bǔ)充】

驗(yàn)算如圖所示普通螺栓連接強(qiáng)度。螺栓M20，孔徑21.5mm，材料為Q235。

步驟1計(jì)算螺栓上的力

N=100×3/5=60kN

V=100×4/5=80kN

分析螺栓受力狀態(tài)荷載P通過螺栓截面形心O，分解后得剪力V和拉力N，螺栓處于既受拉又受剪的狀態(tài)。P=100kN543o[計(jì)算]Nv=V/n=80/4=20kNNt=N/n=60/4=15kN

步驟3用相關(guān)公式驗(yàn)算強(qiáng)度

步驟2計(jì)算螺栓抗拉、抗剪承載力設(shè)計(jì)值V=80N=60Nv=20kN＜Ncb=20×20×305×10-3=122kN滿足設(shè)計(jì)要求

Ntb=Aeftb=244.8×170×10-3=41.6kN

Nvb=nv×(d2/4)×fvb=1×3.14×202/4×130×10-3=31.9kN3.7高強(qiáng)度螺栓連接3.7.1高強(qiáng)度螺栓連接性能強(qiáng)度等級采用鋼材8.8級45號鋼、40B鋼10.9級20MnTiB鋼、35VB鋼按材料分類按受力特征分類高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接高強(qiáng)度螺栓承壓型連接abNN/2N/2高強(qiáng)度螺栓用強(qiáng)度較高鋼材制作，施工時通過特制的扳手，以較大的扭矩擰緊螺帽，使螺栓桿產(chǎn)生很大的預(yù)拉力。高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接高強(qiáng)度螺栓承壓型連接傳力機(jī)理利用預(yù)拉力把被連接的部件夾緊，使部件的接觸面間產(chǎn)生很大的摩擦力，外力通過摩擦力來傳遞允許接觸面滑移，依靠螺栓桿和螺孔之間的承壓來傳力承載能力極限狀態(tài)外力達(dá)到板件摩擦力作為極限狀態(tài)外力超過摩擦力栓桿受剪，板件承壓栓孔直徑＝螺桿的公稱直徑+1.5～2.0mm＝螺桿的公稱直徑+1.0～1.5mm特點(diǎn)剪切變形小，彈性性能好，特別適用于承受動力荷載的結(jié)構(gòu)連接緊湊，承載力比摩擦型大，但剪切變形大，不得用于承受動力荷載的結(jié)構(gòu)abNN/2N/21.高強(qiáng)度螺栓預(yù)拉力①大六角頭螺栓的預(yù)拉力控制方法有：

a.力矩法

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)終擰力矩擰緊。

特點(diǎn)：簡單、易實(shí)施，但得到的預(yù)拉力誤差較大。為了保證通過摩擦力傳遞剪力，高強(qiáng)度度螺栓的預(yù)拉力P的準(zhǔn)確控制非常重要。b.轉(zhuǎn)角法

初擰——用普通扳手?jǐn)Q至不動，使板件貼緊密；終擰——初擰基礎(chǔ)上用長扳手或電動扳手再擰過一定的角度，一般為120o~180o完成終擰。

特點(diǎn)：預(yù)拉力的建立簡單、有效，但要防止欠擰、漏擰和超擰。②

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)。特點(diǎn)：施工簡單、技術(shù)要求低易實(shí)施、質(zhì)量易保證等。其中：Ae—螺紋處有效截面積；fu—螺栓熱處理后的最抵抗拉強(qiáng)度；8.8級，取fu=830N/mm2，

10.9級，取fu=1040N/mm2高強(qiáng)螺栓的預(yù)拉力設(shè)計(jì)值由下式確定

考慮材料的不均勻性的折減系數(shù)0.9；為防止施工時超張拉導(dǎo)致螺桿破壞的折減系數(shù)0.9；

考慮擰緊螺帽時，螺栓桿上產(chǎn)生的剪力對抗拉強(qiáng)度的降低除以系數(shù)1.2。由于高強(qiáng)度螺栓材料無明顯的屈服點(diǎn)，用抗拉強(qiáng)度fu代替fy的附加安全系數(shù)0.9。螺栓的性能等級螺栓公稱直徑（mm）M16M20M22M24M27M308.8級8012515017523028010.9級100155190225290355表3-8高強(qiáng)螺栓的預(yù)拉力P(GB50017)摩擦型高強(qiáng)度螺栓是通過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)μ

；2.高強(qiáng)度螺栓摩擦面抗滑移系數(shù)連接處接觸面處理方法構(gòu)件的鋼號Q235Q345Q420噴砂噴砂后涂無機(jī)富鋅漆噴砂后生赤繡鋼絲刷清除浮銹或未經(jīng)處理的干凈軋制表面0.450.350.450.300.500.400.500.350.500.400.500.40表3-9摩擦面抗滑移系數(shù)值板件間的抗滑移系數(shù)與接觸面的處理方法和構(gòu)件鋼號有關(guān)，其大小隨板件間的擠壓力的減小而降低；

試驗(yàn)證明，摩擦面涂紅丹防銹漆后，抗滑移系數(shù)小于0.15，故摩擦面應(yīng)嚴(yán)禁涂紅丹。另外，連接在潮濕或淋雨條件下拼裝，也會降低值，故應(yīng)采取有效措施保證連接處表面的干燥。1.抗剪連接由于高強(qiáng)度螺栓連接有較大的預(yù)拉力，從而使被連接件中有很大的預(yù)壓力，當(dāng)連接受剪時，主要依靠摩擦力傳力的高強(qiáng)度螺栓連接的抗剪承載力可達(dá)到1點(diǎn)。通過1點(diǎn)后，連接產(chǎn)生了滑移，當(dāng)栓桿與孔壁接觸后，連接又可繼續(xù)承載直到破壞。高強(qiáng)度螺栓NδO12341234普通螺栓abNN/2N/2對于高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接，其破壞準(zhǔn)則為板件發(fā)生相對滑移，因此其極限狀態(tài)為1點(diǎn)，所以1點(diǎn)的承載力即為一個高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接的抗剪承載力。對于高強(qiáng)度螺栓承壓型連接，允許接觸面發(fā)生相對滑移，破壞準(zhǔn)則為連接達(dá)到其極限狀態(tài)4點(diǎn)，所以高強(qiáng)度螺栓承壓型連接的單栓抗剪承載力計(jì)算方法與普通螺栓相同。3.7.2高強(qiáng)度螺栓工作性能

一個摩擦型連接高強(qiáng)度螺栓抗剪承載力設(shè)計(jì)值:

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.（1）高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接（2）高強(qiáng)度螺栓承壓型連接（同普通螺栓計(jì)算方法一樣）受剪承載力：承壓承載力：2.抗拉連接圖3.6.1高強(qiáng)度螺栓受拉P+PC－Ca)b)高強(qiáng)度螺栓在承受外拉力前，螺桿中已有很高的預(yù)拉力P，板層之間則有壓力C，而P與C維持平衡C=P

(狀態(tài)a)。加荷載拉力Nt后，螺栓拉力從P增加了

P，板件擠壓力則由C減小了

C(狀態(tài)b)。30025020015010050050100150200250300Pf(kN)Nu’NuNt(kN)Q有橇力時的螺栓破壞無橇力時的螺栓破壞計(jì)算表明，當(dāng)螺桿的外拉力Nt為預(yù)拉力P的80％時，螺桿內(nèi)的拉力增加很少，可以認(rèn)為此時螺桿的預(yù)拉力基本不變。當(dāng)考慮橇力影響時，螺栓桿的拉力Pf與Nt的關(guān)系曲線如圖：Nt≤0.5P時，橇力Q=0；Nt≥0.5P后，橇力Q出現(xiàn)，增加速度先慢后快。橇力Q的存在導(dǎo)致連接的極限承載力由Nu降至Nu’。所以，如設(shè)計(jì)時不考慮橇力的影響,應(yīng)使Nt≤0.5P或增加連接板件的剛度（如設(shè)加勁肋）。直接承受動力荷載的結(jié)構(gòu)外拉力不宜超過0.5P單個摩擦型連接高強(qiáng)度螺栓抗拉承載力設(shè)計(jì)值:（1）高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接（2）高強(qiáng)度螺栓承壓型連接（同普通螺栓計(jì)算方法一樣）3.同時承受剪力和拉力連接盡管當(dāng)Nt≤P

時，栓桿的預(yù)拉力變化不大，但由于隨Nt的增大而減小，且隨Nt的增大板件間的擠壓力減小，故連接的抗剪能力下降。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，外加剪力和拉力與高強(qiáng)螺栓的受拉、受剪承載力設(shè)計(jì)值之間為線性關(guān)系，故規(guī)范規(guī)定在V和N共同作用下應(yīng)滿足下式：（1）高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接（2）高強(qiáng)度螺栓承壓型連接（同普通螺栓計(jì)算方法一樣）1.受剪連接承載力2.受拉連接承載力3.同時受拉和受剪連接承載力總結(jié)：高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接1.受剪連接承載力受剪承載力：承壓承載力：2.受拉連接承載力總結(jié)：高強(qiáng)度螺栓承壓型連接3.同時承受剪力和拉力連接的承載力

系數(shù)1.2是考慮由于外拉力的存在導(dǎo)致高強(qiáng)度螺栓的承壓承載力降低的修正系數(shù)。圖5.2.3摩擦型高強(qiáng)螺栓孔前傳力對于高強(qiáng)螺栓的摩擦型連接，可以認(rèn)為連接傳力所依靠的摩擦力均勻分布于螺孔四周，故在孔前接觸面已傳遞一半的力（50％），因此最外列螺栓處危險截面的凈截面強(qiáng)度應(yīng)按下式計(jì)算：高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接的構(gòu)件，除按上式驗(yàn)算凈截面強(qiáng)度外，尚需按式(6.2.1)驗(yàn)算毛截面強(qiáng)度。（6.2.1）3.7.3高強(qiáng)螺栓群抗剪計(jì)算1.軸心受剪圖

軸心受剪設(shè)一側(cè)的螺栓數(shù)為n，平均受剪，承受外力N。軸力通過螺栓群的形心，所需螺栓數(shù)目：

分析方法和計(jì)算公式與普通螺栓似。對于摩擦型連接：對于承壓型連接：圖3-87摩擦型高強(qiáng)螺栓孔前傳力對于高強(qiáng)螺栓的摩擦型連接，可以認(rèn)為連接傳力所依靠的摩擦力均勻分布于螺孔四周，故在孔前接觸面已傳遞一半的力（50％），因此最外列螺栓處危險截面的凈截面強(qiáng)度應(yīng)按下式計(jì)算：高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接的構(gòu)件，除按上式驗(yàn)算凈截面強(qiáng)度外，尚需按式(3-54)驗(yàn)算毛截面強(qiáng)度。（3-54）（3-53）2.扭矩作用及剪力，軸力，扭矩共同作用下受剪在扭矩或扭矩和剪力共同作用時的抗剪計(jì)算方法與普通螺栓群相同，但應(yīng)該采用高強(qiáng)度螺栓承載力設(shè)計(jì)值進(jìn)行計(jì)算。1.軸心受拉對于摩擦型連接：高強(qiáng)度螺栓連接所需的螺栓數(shù)目：對于承壓型連接：2.彎矩作用受拉由于高強(qiáng)度螺栓的抗拉承載力一般總小于其預(yù)拉力P，故在彎矩作用下，連接板件接觸面始終處于緊密接觸狀態(tài)，彈性性能較好，可認(rèn)為是一個整體,所以假定連接的中和軸與螺栓群形心軸重合，最外側(cè)螺栓受力最大。3.7.4高強(qiáng)螺栓群抗拉計(jì)算MM1234y1y2N1N2N3N4受壓區(qū)中和軸由力學(xué)知識可得：因此，設(shè)計(jì)時只要滿足下式即可：3.拉力、彎矩和剪力共同作用1號螺栓受到最大拉力，應(yīng)滿足：（1）摩擦型連接的計(jì)算MNV1234M=N?eNy1y2N1N2N3N4中和軸M作用下N作用下VV作用下承受剪力和拉力作用時，應(yīng)滿足：(2)承壓型連接的計(jì)算同時承受拉－剪作用的承壓型連接高強(qiáng)度螺栓的承載力設(shè)計(jì)值與普通螺栓計(jì)算相同，分螺栓桿受剪受拉和孔壁承壓兩部分。應(yīng)滿足：

Nv、Nt——最危險螺栓受到的剪力、拉力。

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