鋼結(jié)構連接(4)-郭小農(nóng)

第5節(jié)

高強螺栓連接的構造和計算一、高強螺栓的構造第5節(jié)高強螺栓連接的構造和計算（1）高強螺栓的分類（2）高強螺栓和普通螺栓的對比（3）高強螺栓的排列構造（1）高強螺栓的分類第5節(jié)高強螺栓連接的構造和計算強度等級采用鋼材8.8級45號鋼，40B鋼10.9級20MnTiB鋼，35VB鋼按材質(zhì)分類按施工方法分類施工方法大六角頭扭力扳手扭剪型擰斷梅花頭（1）高強螺栓的分類第5節(jié)高強螺栓連接的構造和計算受力特征承載力極限狀態(tài)安裝孔孔徑d0（mm)應用特點摩擦型外力達到摩擦力d0＝d＋1.5~2.0剪切變形小，耐疲勞，動載下不易松動承壓型外力超過摩擦力螺栓承剪，鋼板承壓d0＝d＋1.0~1.5承載力比摩擦型大，剪切變形大，一般不用于直接動載情況按受力狀況分類（2）高強螺栓和普通螺栓的對比第5節(jié)高強螺栓連接的構造和計算螺栓高強度螺栓普通螺栓材料材質(zhì)好，強度高材質(zhì)一般，強度低傳力方式依靠連接板件摩擦傳力螺栓直接傳力變形連接變形小，螺栓不易松動連接變形大，螺栓易松動安裝需專門扳手施加預拉力一般常用扳手，手感擰緊（2）高強螺栓和普通螺栓的對比第5節(jié)高強螺栓連接的構造和計算普通螺栓無預拉力的高強度螺栓有預拉力的高強度螺栓螺栓受力過程比較外力N預拉力P擠壓力Q摩擦力F擰緊螺母產(chǎn)生預拉力（3）高強螺栓的排列構造第5節(jié)高強螺栓連接的構造和計算和普通螺栓相同二、高強螺栓的受力性能第5節(jié)高強螺栓連接的構造和計算（1）高強螺栓的預拉力（2）承壓型和摩擦型的設計準則（3）高強螺栓的抗拉工作性能（1）高強螺栓的預拉力第5節(jié)高強螺栓連接的構造和計算高強螺栓的材質(zhì)10.9級8.8級（1）高強螺栓的預拉力第5節(jié)高強螺栓連接的構造和計算預拉力（1）擰緊螺栓時扭矩產(chǎn)生的剪應力將降低螺栓的抗拉強度，故除以系數(shù)1.20。（1.20通過試驗得到）（2）施工時一般超張拉5%~10%，以保證預拉力。（3）考慮螺栓材質(zhì)的不均勻性，引進系數(shù)0.9。（4）由于預拉力P是根據(jù)fu而不是fy計算的，故再引進一個安全系數(shù)0.9。（1）高強螺栓的預拉力第5節(jié)高強螺栓連接的構造和計算高強度螺栓設計預拉力P（kN）（2）摩擦型和承壓型的設計準則第5節(jié)高強螺栓連接的構造和計算剪力N變形δNNNN摩擦型螺栓設計準則承壓型螺栓設計準則控制外力不超過摩擦力，無滑移。外力可超過摩擦力，滑移后由螺桿承剪孔壁承壓。（2）摩擦型和承壓型的設計準則第5節(jié)高強螺栓連接的構造和計算摩擦型連接： 僅靠摩擦力傳遞剪力。

是否需要驗算孔壁承壓？承壓型連接： 克服摩擦力后，靠孔壁承壓抗剪。 抗剪承載力大于摩擦型連接； 剪切變形大于摩擦型連接；

在正常使用狀態(tài)下，螺栓連接不應出現(xiàn)滑移。（3）高強螺栓的抗拉性能第5節(jié)高強螺栓連接的構造和計算思考題：如圖所示的高強螺栓連接，預拉力為P。外荷載為N。（1）高強螺栓的內(nèi)力是否為P+N？（2）當N=P時，連接面是否會被拉開？（3）畫出螺栓拉力和外力N之間的關系曲線。（3）高強螺栓的抗拉性能第5節(jié)高強螺栓連接的構造和計算思考題：如圖所示的高強螺栓連接，預拉力為P。外荷載為N。（1）高強螺栓的內(nèi)力是否為P+N？（2）當N=P時，連接面是否會被拉開？（3）教材P259的圖8-70是否有問題？三、高強螺栓摩擦型連接的承載力第5節(jié)高強螺栓連接的構造和計算（1）單個螺栓的抗剪承載力（2）單個螺栓的抗拉承載力（3）單個螺栓的拉-剪相關公式（1）單個螺栓的抗剪承載力第5節(jié)高強螺栓連接的構造和計算一個摩擦型高強度螺栓的抗剪承載力摩擦面數(shù)摩擦系數(shù)預拉力一個螺栓所受剪力驗算單剪面nf=1雙剪面nf=2

NvNv設計準則：無滑移。=>無需驗算孔壁承壓。（1）單個螺栓的抗剪承載力第5節(jié)高強螺栓連接的構造和計算摩擦系數(shù)μ常用方法：噴砂（2）單個螺栓的抗拉承載力第5節(jié)高強螺栓連接的構造和計算一個摩擦型高強度螺栓的抗拉承載力預拉力防止受拉后出現(xiàn)脫開松動一個螺栓所受拉力驗算可控制連接貼緊，不松動設計準則：無滑移。=>控制最大拉力，防止松動。（3）單個螺栓的抗剪相關公式第5節(jié)高強螺栓連接的構造和計算一個摩擦型高強度螺栓同時受剪、受拉時承載力計算外剪力Nv外拉力Nt2003版鋼結(jié)構規(guī)范相關公式1988版鋼結(jié)構規(guī)范公式（3）單個螺栓的抗剪相關公式第5節(jié)高強螺栓連接的構造和計算思考題：（1）2003年版《鋼規(guī)》的相關公式和83版《鋼規(guī)》公式之間有什么關系？（2）摩擦型拉剪螺栓對應的極限狀態(tài)是什么？（3）比較以下兩種情況： 均勻受拉，不均勻受拉外剪力Nv外拉力Nt（3）單個螺栓的抗剪相關公式第5節(jié)高強螺栓連接的構造和計算不均勻受拉時的兩種算法：（1）剪力均分（3）單個螺栓的抗剪相關公式第5節(jié)高強螺栓連接的構造和計算不均勻受拉時的兩種算法：（2）剪力不均分思考：哪種計算方