4高强度螺栓解析

Pf N t C f
Ab—栓杆截面面积； Ap—板件挤压面面积； δ—板叠厚度。
Pf P EAb
EAp Nt Pf P Ap Ab 1

C Cf

当板件即将被拉开时： Cf=0，有Pf=Nt，因此：
Pf P Pf Ap Ab 1
一般板件间的挤压面面积比 栓杆截面面积大的多，近似 取AP/Ab=10，得：
B、扭矩法:施工方法：
初拧—用力矩扳手拧至终拧力矩的30%~50%，使板件贴紧密； 终拧—初拧基础上，按100%设计终拧力矩拧紧。
特点：简单、易实施，但得到的预拉力误差较大。 C、扭断螺栓杆尾部法（扭剪型高强度螺栓）： 施工方法： 初拧—拧至终拧力矩的60%~80%； 终拧—初拧基础上，以扭断螺栓杆尾部为准。 特点：施工简单、技术要求低易实施、质量易保证 等
（2）高强度螺栓承压型连接 对于高强度螺栓承压型连接在剪力和拉力共同 作用下计算方法与普通螺栓相同。
Nv Nt Nb Nb 1 v t
号有关，其大小随板件间的挤压力的减小而减小；
规范给出了不同钢材在不同接触面的处理方法下的
抗滑移系数μ,如下表
4、高强度螺栓抗剪连接的工作性能和单栓承载 力（实为V作用） (1)抗剪连接工作性能 受力过程与普通螺栓相似， 分为四个阶段：摩擦传力的弹性 阶段、滑移阶段、栓杆传力的弹
性阶段、弹塑性阶段。
式中：0.9—抗力分项系数γR的倒 数(γR=1.111); nf—传力摩擦面数目; μ--摩擦面抗滑移系数; P—预拉力设计值.
B、对于高强度螺栓承压型抗剪连接， 允许接触面发生相对滑移，破坏准 则为连接达到其极限状态4点，所以 高强度螺栓承压型连接的单栓抗剪
承载力计算方法与普通螺栓相同。
抗剪承载力： 承压承载力： 单栓抗剪承载力：
§3－6 高强度螺栓连接计算
一、高强度螺栓的工作性能及单栓承载力 分类(按受力特征的不同)：摩擦型与承压型 受力特性： ★受压时：
①摩擦型高强度螺栓：抗剪连接时摩擦型以板件间最大摩擦力为承 载力极限状态；通过板件间摩擦力传递内力，破坏准则为克服摩擦力；
②承压型高强度螺栓：承压型允许克服最大摩擦力后，以螺杆抗剪与 孔壁承压破坏为承载力极限状态（同普通螺栓），所以承载力大于前 者。受力特征与普通螺栓类似。
A、摩擦型高强度螺栓的单栓抗拉承载力为：
N 0.8P
上式未考虑橇力的影响，当考 虑橇力影响时，螺栓杆的拉力 Pf与Nt的关系曲线如图： Nt≤0.5P时，橇力Q=0； Nt≥0.5P后，橇力Q出现，增加 速度先慢后快。 橇力Q的存在导致连接的极限承 载力由Nu降至Nu’。
b t
所以，如设计时不考虑橇力的 影响,应使Nt≤0.5P或增加连接 板件的刚度（如设加劲肋）。
B、承压型高强度螺栓的单栓抗拉承载力，因其破 坏准则为螺栓杆被拉断，故计算方法与普通螺栓 相同，即：
N Ae f t
b t b
d
2 e
4
ft
b
式中：Ae--螺栓杆的有效截面面积；
de--螺栓杆的有效直径；
ftb—高强度螺栓的抗拉强度设计值。
上式的计算结果与0.8P相差不多。
6、高强度螺栓连接在拉力和剪力共同作用下的工作 性能和单栓承载力（实为N、V作用） （1）高强度螺栓摩擦型连接
★受拉时：两者无区别。
1、高强度螺栓预拉力的建立方法
通过拧紧螺帽的方Leabharlann ，螺帽的紧固方法：A、转角法
施工方法：
初拧—用普通扳手拧至不动，使板件贴紧 密；终拧—初拧基础上用长扳手或电动扳 手再拧过一定的角度，一般为120o~180o完 成终拧。特点：预拉力的建立简单、有效， 但要防止欠拧、漏拧和超拧；
尽管当Nt≤P时，栓杆的预拉力变化不大，但由 于μ随Nt的增大而减小，且随Nt的增大板件间的挤 压力减小，故连接的抗剪能力下降。规范规定在V 和N共同作用下应满足下式：
Nt Nv b 1 b Nt Nv
N t、N v 外力作用下每个螺栓承 担的拉力和剪力设计值 ； N tb、N vb 单个高强度螺栓的抗拉 和抗剪承载力设计值。
Ae—螺纹处有效截面积； fu—螺栓热处理后的最抵抗拉强度；8.8级，取fu =830N/mm2， 10.9级，取fu =1040N/mm2
3、高强度螺栓摩擦面抗滑移系数μ

摩擦型高强度螺栓是通过板件间摩擦力传递内力的， 而摩擦力的大小取决于板件间的挤压力（P）和板 件间的抗滑移系数μ ；

板件间的抗滑移系数与接触面的处理方法和构件钢
2、高强度螺栓预拉力的确定 高强度螺栓预拉力是根据螺栓杆的有效抗拉强 度确定的，并考虑了以下修正系数： 考虑材料的不均匀性的折减系数0.9； 为防止施工时超张拉导致螺杆破坏的折减系数0.9； 考虑拧紧螺帽时，螺栓杆上产生的剪力对抗拉强度 的降低除以系数1.2。 附加安全系数0.9。 因此，预拉力： 0.9 0.9 0.9 P Ae f u 1.2
但比较两条N—δ曲线可知，
由于高强度螺栓因连接件间存在
很大的摩擦力，故其第一个阶段
远远大于普通螺栓。
（2）抗剪连接单栓承载力 A、对于高强度螺栓摩擦型连接，其 破坏准则为板件发生相对滑移，因此 其极限状态为1点而不是4点，所以1 点的承载力即为一个高强度螺栓摩擦 型连接的抗剪承载力：
Nvb 0.9n f P
Pf P Pf 10 1
Pf 1.1P
显然栓杆的拉力Pf增加不大。 另外，试验证明，当栓杆的外加拉力Nt大于P时， 卸载后螺栓杆的预拉力将减小，即发生松弛现象。但当 Nt不大于0.8P时，则无松弛现象，这时Pf=1.07P，可认 为螺杆的预拉力不变，且连接板件间有一定的挤压力保 持紧密接触，所以现行规范规定：
N vb nv
d e2
4
f vb
N cb d t f cb
b N min min N vb，N cb


5、高强度螺栓抗拉连接工作性能和单栓承载力 (实为N作用）
当外拉力为零，即N=0时：P=C； 当外拉力为Nt时：板件有被拉开趋势，板件间的压力C 减小为Cf，栓杆拉力P增加为Pf，由力及变形协调得：