摩擦型高强螺栓拉剪连接计算
高强度螺栓连接的计算
2 2
2
2
(可 )
以上计算偏于保守。因各排螺栓受力不同本 应采用不用强度的螺栓。这里，采用了与最危险 螺栓相同的强度。
3.10高强度螺栓的施工工艺和检验
一、施工工艺 应符合的相关规范：
• 《钢结构用高强度大六角头螺栓》GB1228－19 • 《钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈 技术条件》GB1231－84 • 《钢结构用扭剪型高强度螺栓连接件型式与尺寸》 GB3632－83 • 《钢结构用扭剪型高强度螺栓连接件技术条件》 GB3633－85
N, n1 N σ ＝ ＝（ 1 0.5 ） f An n An
高强螺栓群在扭矩作用下的计算公式与普通螺 栓同。高强螺栓的直径系列、连接中螺栓的排列及 有关构造要求与普通螺栓同。
V=60KN,选用10.9级M20摩擦型高强螺栓，钢材选用 Q235钢，接触面采用喷砂处理。验算此连接强度
e=300
出厂前试验：
（1）钢材的炉号、制作批号、化学性能与机械性能证明或 试验。 （2）螺栓的楔负荷试验。 （3）螺母的保证荷载试验。 （4）螺母和垫圈的硬度试验。 （5）连接件的扭矩系数试验（注明试验温度）。大六角 头 连接件的扭矩系数平均值和标准偏差；扭剪形连接件的紧 固轴力平均值和变异系数。 （6）紧固轴力系数试验。 （7）产品规格、数量、出厂日期、装箱单。
改用M22，孔24，P=190kN，于是=0.906，这样： b Nv = 0.9nt(P-1.25Nt) =0.906×0.9×1×0.45(190-1.25×48)=48kN b Nv=41.6kN＜Nv = 48kN (可)
③ 验算相关公式是否满足
摩擦型高强螺栓的计算方式
第三章连接返回§3-6 高强度螺栓连接的构造和计算高强度螺栓连接的工作性能和构造要求一、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中可以看出，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，连接又可继续承载直到破坏。
如果连接的承载力只用到1点，即为高强度螺栓摩擦型连接；如果连接的承载力用到4点，即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）。
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ΔP，同时把压紧的板件拉松，使压力C减少ΔC（图）。
计算表明，当加于螺杆上的外拉力N t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。
研究表明，当外拉力N t≤时，不出现撬力，如图所示，撬力Q大约在N t达到时开始出现，起初增加缓慢，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N u下降到N'u。
因此，如果在设计中不计算撬力Q，应使N≤；或者增大T形连接件翼缘板的刚度。
分析表明，当翼缘板的厚度t1不小于2倍螺栓直径时，螺栓中可完全不产生撬力。
实际上很难满足这一条件，可采用图所示的加劲肋代替。
在直接承受动力荷载的结构中，由于高强度螺栓连接受拉时的疲劳强度较低，每个高强度螺栓的外拉力不宜超过。
高强螺栓长度计算方法
忍受较强的抗拉和屈服。今天，我将带领大家粗略的认 识一下什么是高强螺栓，以及讲解一下它的长度计算。 或者在以后可以用上。高强螺栓就是高强度的螺栓，属 于一种标准件。一般情况下，高强度螺栓可承
2.33.324.219.2M16217.13.329.724.7M202.520.74.336.831.8 M222.523.65.341.736.7M24324.25.343.838
.8M27327.66.349.244.2对比一下，普通螺栓长度计算基数 螺栓规格螺距P螺母厚度h垫圈厚度 t2P+h+tM101.58.42.213.6M121.7510.82.717M
50205《钢结构工程施工质量验收规范》规定进行。试验 后应在较短的时间内进行高强度螺栓的安装。高强度螺 栓的施工扭矩按下式计算确定：Tc=1.05k· Pc· dTc—施工扭 矩(N· m);k
—高强度螺栓连接副的扭矩系数的平均值;Pc—高强度螺 栓施工预拉力(kN)，见表1;d—高强度螺栓螺杆直径(mm); 表1高强度螺栓施工预拉力Pc(kN)高强度螺栓施工前所用 的扭矩扳手，在
个数，扭剪型高强螺栓为1，高强大六角头螺栓为2S—高 强度垫圈公称厚度P—螺纹的螺距。高强螺栓的紧固长度 加长值=螺栓长度-板层厚度。一般按连接板厚加表L的加 长值，并取5mm的整倍数。高强
度螺栓施工前，应按出厂批复验高强度螺栓连接副的扭 矩系数，每批复验8套，8套扭矩系数的平均值应在 0.110～0.150范围之内，其标准偏差应小于或等于0.010。 其扭矩系数复检方法按GB
螺栓连接计算公式总结
普通螺栓螺栓种类受力状态连接简图内力分布承载力设计值螺栓内力计算公式验算公式说明普通螺栓受剪轴心力当l1≤15d0(d0为孔径)时可认为均匀受剪nNNV=bVNNm in≤各螺栓均匀受力验算求承载力设计偏心力nFNF=1∑∑∑∑====+⋅=+⋅=niniiiTyniniiiTxyxxTNyxyTN112211112211()bFTyTxNNNNmin21121≤++验算求承载力受拉轴心力btebtfAN=nNNF=btFNN≤各螺栓均匀受力验算求承载力设计弯矩∑=211iyMyN btNN≤1中和轴在底排螺栓处验算求承载力小偏心中和轴在螺栓群形心处验算求承载力大偏心中和轴在底排螺栓处验算求承载力拉剪联合作用拉剪两种受力的组合btebtfAN=122≤⎪⎪⎭⎫⎝⎛+⎪⎪⎭⎫⎝⎛bttbvvNNNNbcvNnVN≤=tN按实际受拉情况区别计算验算摩擦型高强螺栓螺栓种类受力状态连接简图内力分布承载力设计值螺栓内力计算公式验算公式说明摩擦型高强螺栓受剪轴心力与普通螺栓相同)633(9.0-⋅⋅=PnNfbvμ与普通螺栓相同bvVNN≤各螺栓均匀受力验算求承载力设计偏心力与普通螺栓相同与普通螺栓相同()b vFTyTxNNNN≤++21121验算求承载力受拉轴心力与普通螺栓相同)733(8.0-=PN bt与普通螺栓相同btNN≤1各螺栓均匀受力验算求承载力设计弯矩∑=211iyMyN中和轴在螺栓形心处验算求承载力偏心力∑=⋅+=niiyyMnNN1211中和轴在螺栓形心处验算求承载力拉剪联合作用)25.1(9.08.0,tfbt vbtNPnNPN-==μ)25.1(9.08.01211tifniiNnPnVPyyMnNN∑∑-≤≤⋅+==μ中和轴在底排螺栓处验算承压型高强螺栓（请同学完成）螺栓种类受力状态受力简图内力分布承载力设计值螺栓内力计算公式验算公式说明承压型高强螺栓受剪轴心力偏心力受拉轴心力弯矩偏心力拉剪联合作用FeMNFN N。
高强度螺栓连接的构造和计算
高强度螺栓连接的构造和计算一、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中可以看出，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，连接又可继续承载直到破坏。
如果连接的承载力只用到1点，即为高强度螺栓摩擦型连接；如果连接的承载力用到4点，即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3.6.1a）。
当对螺栓施加外拉力Nt，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ÄP，同时把压紧的板件拉松，使压力C减少ÄC（图3.6.1b）。
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。
研究表明，当外拉力Nt≤0.5P时，不出现撬力，如图3.6.2所示，撬力Q大约在Nt达到0.5P 时开始出现，起初增加缓慢，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N'u。
因此，如果在设计中不计算撬力Q，应使N≤0.5P；或者增大T 形连接件翼缘板的刚度。
分析表明，当翼缘板的厚度t1不小于2倍螺栓直径时，螺栓中可完全不产生撬力。
实际上很难满足这一条件，可采用图3.5.7所示的加劲肋代替。
在直接承受动力荷载的结构中，由于高强度螺栓连接受拉时的疲劳强度较低，每个高强度螺栓的外拉力不宜超过0.5P。
中美钢结构规范摩擦型高强螺栓连接计算比较
≈渊
VALLEl
应用 瓣学
中美钢结构规范摩擦型高强螺栓连接计算比较
王建红 (渤海船舶职业学院辽宁葫芦岛
125000)
[摘要]摩擦型高强螺栓连接是工程实际中常用的一种连接形式.就这部分内容采用美国钢结构协会AISC2005钢结构规范和我国的'钢结构设计规范> (GB50017-2003)两种规范进行比较分析,并得出可供土木工程技术人员参考的结论.
k.=1一Tu/DuTbNb (式4)
}/r,j
U
一曲一
.一一班一.
]
式中:Tu为按照荷载组合得到的拉力;DLl为反映实际螺栓预拉力与规
网习 咝一j
图I
定的最小螺栓预拉力的比值系数,取Du:1.13,若使用其他值应经注册工程 师同意;Tb为螺栓最小预拉力,可查表得到;Nb为承受拉力的螺栓数. 2.GB50017—2003表达式 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 (下转第200页)
Institute
Construction
Inc.2005.
[2]GB50017—2003钢结构设计规范.
[3]Leonard
DesJgn.4th
Spiegel,George
F
Limbrunner.Applied Hall,Inc;2002.
Structral
Steel
Edition.Indiana:Prentice
实,在不掌握各运动项目的基本动作技能的情况下去创新,这是十分危险 的.其次,创新的意图要切实可行,创新要符合体育学科特点,要符合自 己当前的知识技能水平.也要有一定的吸引力和挑战性.让学生在创新中 有所思.并有所获.最后,创新要有实用性,在项目创新下,要具有一定 的实践操作性,不能流于形式主义和机械主义. 四,体青教学应错立掌生终身自我f理的麓力 自我管理反映了自我约束,自我控制的能力,面对社会的各种挑战, 只有具备较强的自制力,才能对个人的言行,心理状态进行理性的调节, 以积极的心态和饱满的热情去面对社会.校园内外的许多意外事故都是由 于学生自我控制力低而造成的.因此,体育教师在教学中要加强组织与引 导,对学生"严而有度",努力提高学生的自我管理能力.有必要时要发 挥学生间相互监督机制.相互观察,相互提醒,在日常中积累,有助于学 生良好的自我管理能力的形成. 五,体膏教掌应让掌生养戚坚强的敏力和高尚的品格 一个人在生活,学习,工作中或多或少要面对各种艰难困苦,因此, 只有注重学生坚强毅力和高尚品格的培养,才能使他们在面对人生考验时 经得起洗礼.由于体育运动本身和体育教学的特点,要求学生在学习与锻 炼过程中必须克服各种各样的困难,战胜各种各样的挫折和失败,去追求 更快,更高,更强.对于一部分体质比较好的学生我们专门设计一些军 训,越野,远足等活动项目,让他们感受痛苦,磨练意志.对体育成绩不 好的学生,教师应在教学中用优美的示范动作,良好的安全保护措施,恰 当的激励语言,来克服学生畏惧情绪,同时可以通过集体力量,使学生在 同学的鼓励与帮助下克服困难,战胜挫折,从而获得成功的体验. 职业体育教学与专业,工种,企业要求有着最直接,最密切的联系, 以其鲜明的专业服务性特点区别普通体育教育.正确处理职业实用性体育 教学,为把学生培养成各产业生产第一线的各级技术,管理和操作人员奠 定良好的职业素养.
高强螺栓计算方法.
V=60KN,选用10.9级M20摩擦型高强螺栓，钢材选用 Q235钢，接触面采用喷砂处理。验算此连接强度
75
75
e=300
• 例题3-13
解：（1）计算单 个摩擦型高强螺栓 的承载能力：
N
b V
0.9n f
μ
P
＝0.9 0.45155
＝60.75KN
70 70
（2）计算单个螺栓在外力作用下承受的最大荷载
3.7 高强度螺栓连接的计算
高强螺栓是高强螺栓和配套螺母、 垫圈的合称，强度等级10.9h和8.8级。
特点：予拉力很大，依直径等级不同，可达80～ 355kN。
分类： 摩擦型——连接件间的剪力完全靠摩擦力传递。 以剪力等于摩喷砂， 使=0.3～0.55。 连接板间摩擦力
（3）扭掉螺栓尾部梅花卡法
二、摩擦型高强螺栓的计算
1、单个高强螺栓抗剪承载力设计值
NVb=0.9nfP
NVb——单个高强螺栓抗剪承载力设计值 P——予拉力 ——抗滑移（摩擦）系数，见表3-4 nf——传力摩擦面数 0.9——螺栓受力非均匀系数
抗剪承载力由摩擦力确定。
摩擦面抗滑移系数值
表3-4
连接处接触面 处理方法
构件的钢号
3号钢
16锰钢或 15锰钒钢或 16锰桥钢 15锰钒桥钢
喷砂
0.45
0.55
0.55
喷砂后涂无机富锌漆
0.35
0.40
0.40
喷砂后生赤绣
0.45
0.55
0.55
用钢丝刷清除浮锈或未
经处理的干净轧制表面
0.30
0.35
0.35
2、摩擦型高强螺栓群的抗剪计算
分析方法和计算公式与普通螺栓同。
高强度螺栓摩擦型和承压型连接的区别
高强度螺栓摩擦型和承压型连接的区别高强螺栓连接是通过螺栓杆内很大的拧紧预拉力把连接板的板件夹紧，足以产生很大的摩擦力，从而提高连接的整体性和刚度，当受剪力时，按照设计和受力要求的不同，可分为高强螺栓摩擦型连接和高强螺栓承压型连接两种，两者的本质区别是极限状态不同，虽然是同一种螺栓，但是在计算方法、要求、适用范围等方面都有很大的不同。
在抗剪设计时，高强螺栓摩擦型连接是以外剪力达到板件接触面间由螺栓拧紧力所提供的可能最大摩擦力作为极限状态，也即是保证连接在整个使用期间内外剪力不超过最大摩擦力。
板件不会发生相对滑移变形（螺杆和孔壁之间始终保持原有的空隙量），被连接板件按弹性整体受力。
在抗剪设计时，高强螺栓承压型连接中允许外剪力超过最大摩擦力，这时被连接板件之间发生相对滑移变形，直到螺栓杆与孔壁接触，此后连接就靠螺栓杆身剪切和孔壁承压以及板件接触面间的摩擦力共同传力，最后以杆身剪切或孔壁承压破坏作为连接受剪的极限状态。
总之，摩擦型高强螺栓和承压型高强螺栓实际上是同一种螺栓，只不过是设计是否考虑滑移。
摩擦型高强螺栓绝对不能滑动，螺栓不承受剪力，一旦滑移，设计就认为达到破坏状态，在技术上比较成熟；承压型高强螺栓可以滑动，螺栓也承受剪力，最终破坏相当于普通螺栓破坏（螺栓剪坏或钢板压坏）。
几点补充意见1）高强度螺栓摩擦型连接和高强度螺栓承压型连接不是两个连接接头形式，而是同一个连接的两个不同阶段。
对同一个高强度螺栓连接，承压型连接的承载力应该高于摩擦型连接的承载力，但在设计时，需要考虑连接板厚度与螺栓直径的匹配。
2）摩擦型连接和承压型连接在施工方面所使用的高强度螺栓连接副是相同的，而且高强度螺栓连接副紧固的方法和预拉力值的要求也相同。
也就是说，设计时只确定高强度螺栓连接副的性能等级，如8.8级、10.9级等，施工单位应根据工程（特别是节点构造）情况，施工经验以及市场价格等因素，自行采购何种类型的高强度螺栓连接副。