螺栓抗剪承载力
承压型高强度螺栓
承压型高强度螺栓：1）承压型高强度螺栓的抗剪承载力设计值承压型高强度螺栓的抗剪承载力设计值与普通螺栓计算相同，分螺栓杆抗剪和孔壁承压两部分。
为防止承压型高强螺栓受剪变形过大，所受剪力不得大于按摩擦型高强度螺栓计算的抗剪承载力的1.3倍。
所以一个承受剪力的承压型高强度螺栓需满足：2）承压型高强度螺栓的抗拉承载力设计值承压型高强螺栓的抗拉承载力设计值与摩擦型高强螺栓相同，即：3）同时受剪、受杆轴方向拉力的承压型高强螺栓的强度计算一个同时受剪、受拉的承压型高强度螺栓，其强度应同时满足：其中3）同时受剪、受杆轴方向拉力时的一个摩擦型高强螺栓的承载力：一个既承受剪力，又承受拉力的螺栓需同时满足：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）。
化学螺栓承载力
化学螺栓承载力引言化学螺栓是一种常见的连接元件，广泛应用于机械制造、建筑工程、汽车制造等领域。
螺栓的承载力是指其能够承受的最大载荷，是设计和使用螺栓时需要考虑的重要参数。
本文将介绍化学螺栓承载力的相关概念、计算方法和影响因素。
螺栓承载力的定义螺栓的承载力是指在正常使用条件下，螺栓能够承受的最大拉力或剪力。
螺栓的承载力取决于材料的强度、螺栓的几何形状和连接方式等因素。
螺栓承载力的计算方法螺栓的承载力可以通过以下公式计算：•拉力承载力：F t=A t×S t，其中F t为拉力承载力，A t为螺栓截面面积，S t为螺栓材料的抗拉强度。
•剪力承载力：F v=A v×S v，其中F v为剪力承载力，A v为螺栓截面面积，S v 为螺栓材料的抗剪强度。
螺栓的截面面积可以根据螺栓的几何形状计算得到，抗拉强度和抗剪强度可以通过实验测定或查阅相关标准获得。
影响螺栓承载力的因素螺栓的承载力受多种因素的影响，包括螺栓材料的强度、几何形状、连接方式以及工作环境等。
1.螺栓材料的强度：螺栓的材料决定了其抗拉强度和抗剪强度，不同材料的螺栓承载力也会有所差异。
常见的螺栓材料包括碳钢、合金钢和不锈钢等。
2.螺栓的几何形状：螺栓的几何形状包括螺纹类型、螺纹直径和螺纹长度等。
不同几何形状的螺栓对承载力的影响也不同。
3.连接方式：螺栓的连接方式包括预紧力连接和摩擦连接等。
预紧力连接是通过施加一定的预紧力来使螺栓产生摩擦力，从而实现连接。
摩擦连接则是通过螺纹间的摩擦力来实现连接。
不同的连接方式对螺栓的承载力有不同的影响。
4.工作环境：螺栓在不同的工作环境下承受的载荷也会有所差异。
例如，在高温或腐蚀环境中，螺栓的材料性能可能会受到影响，从而影响其承载力。
螺栓承载力的应用螺栓承载力的计算和应用在工程设计和制造中具有重要意义。
合理选择和计算螺栓的承载力可以保证连接的可靠性和安全性。
在机械制造领域，螺栓承载力的计算可以用于设计和选择螺栓连接，以确保机械设备的正常运行和安全性。
承压型高强度螺栓
承压型高强度螺栓：1）承压型高强度螺栓的抗剪承载力设计值承压型高强度螺栓的抗剪承载力设计值与普通螺栓计算相同，分螺栓杆抗剪和孔壁承压两部分。
为防止承压型高强螺栓受剪变形过大，所受剪力不得大于按摩擦型高强度螺栓计算的抗剪承载力的1.3倍。
所以一个承受剪力的承压型高强度螺栓需满足：2）承压型高强度螺栓的抗拉承载力设计值承压型高强螺栓的抗拉承载力设计值与摩擦型高强螺栓相同，即：3）同时受剪、受杆轴方向拉力的承压型高强螺栓的强度计算一个同时受剪、受拉的承压型高强度螺栓，其强度应同时满足：其中3）同时受剪、受杆轴方向拉力时的一个摩擦型高强螺栓的承载力：一个既承受剪力，又承受拉力的螺栓需同时满足：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）。
钢结构设计原理普通螺栓群在扭矩作用下的抗剪计算
N2yV 2
N
N2xN 2
y
1 N1xT
r1
N1T
x
N1yT
T
2
N2xT N2T N2yT
1 N1Nx N1Tx N1Vy N1Ty
2
N
T 2x
N
N 2x
N
V 2y
N
T 2y
将所有外力向螺栓群形心处简化 判断在所有的力作用下螺栓群中受力最大的螺栓（抓主要矛盾）
分别计算在扭矩、剪力、轴心力单独作用时 螺栓群中受力最大的螺栓所受到的力
分别算出扭矩、剪力、轴心力作用下受力最大螺 栓的受力，将其分解到x和y两个方向，再将其合成 为合力。
e1
V
N
e2
e1 V
V
1
N
e2
y1 1
N
x
T
将所有外力向螺栓群形心处简化
T V e1 N e2
将所有外力向螺栓群形心处简化 判断在所有的力作用下螺栓群中受力最大的螺栓
V1
N1yV
1 N1xN
受剪螺栓所受外荷载方向不一致时，将斜 向力分解为水平力和垂直力，然后相同方 向的力叠加后再合成。
若荷载作用点不在螺栓群的形心处，则要 将荷载向形心简化。
在T作用下x方向的分力为: N1Tx
Ty1
（→）
xi2 yi2
在T作用下y方向的分力为：N1Ty
在V作用下
N1V
V n
（↓）
Tx1 xi2 yi2
（↓）
1 N1Nx N1Vy
N1Tx
在N作用下
N1N=
N n
（→）
N1Ty
将所有外力向螺栓群形心处简化 判断在所有的力作用下螺栓群中受力最大的螺栓
石油化工建构筑物地脚螺栓抗剪承载力设计方法研究
李先顺：教授级高级工程师。
２００７年毕业于长安大学结构工程专业获硕士学位。
从事化工项目的结构设计工作。
联系电话：０２９ ８７９８９３９３，Ｅ ｍａｉｌ：ｌｘｓ２１６０＠ｈｌｅｔ ｃｏｍ。
石油化工建构筑物地脚螺栓抗剪承载力设计方法研究李先顺 张 凯 华陆工程科技有限责任公司 西安 ７１００６５摘要 通过对中、美、欧标准中地脚螺栓抗剪强度、破坏形式及构造要求的对比研究，发现不同中国标准的地脚螺栓抗剪强度设计值取值相差较大，取值也明显低于欧、美标准，且中国标准对地脚螺栓能否参与抗剪设计的认识也不统一，而欧、美国家标准均考虑了地脚螺栓参与抗剪。
中国目前的标准缺少地脚螺栓抗剪承载力的设计方法，本文通过对地脚螺栓的不同破坏形式进行受力分析及公式推导，给出地脚螺栓抗剪承载力设计方法，填补了中国相关标准的空白，为工程设计提供了参考。
关键词 地脚螺栓；抗剪承载力；破坏形式；计算；对比ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００７－６２４７．２０２３．０５．００８ 石油化工建、构筑物中的地脚螺栓可分为两大类，一种是设备地脚螺栓，另一种是钢结构地脚螺栓。
塔式容器、储罐、冷换设备及卧式容器等是石油化工中较为常见的设备，钢结构装置在石油化工建、构筑物中的应用较为普遍，钢结构柱脚可采用插入式柱脚、外包式柱脚及外露式柱脚，其中外露式柱脚便于现场施工及钢柱安装，在实际工程中被广泛应用。
地脚螺栓是连接钢材与混凝土两种不同材料之间的桥梁。
目前，国内针对地脚螺栓尚无专门的设计标准，且对地脚螺栓是否参与抗剪设计的认识不一。
本文根据地脚螺栓的受剪破坏形式进行受力分析及公式推导，结合国内外标准给出地脚螺栓抗剪承载力的设计方法，为工程设计提供了依据及参考。
１ 中、美、欧标准中地脚螺栓抗剪设计对比《钢结构设计标准》（ＧＢ５００１７—２０１７）［１］中第１２ ７ ４条指出，柱脚锚栓不宜用于承受柱脚底部的水平反力，此水平反力由底板与混凝土基础间的摩擦力（摩擦系数可取０４）或设置抗剪键承受。
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。
普通螺栓连接的性能和计算
第24页/共32页
解：(1)分析螺栓群受力，把偏心力F向形心简化，则螺栓 群受力为
剪力： V＝120kN 扭矩： T＝120X500＝60000kN•mm 均对螺栓产生剪力。
(2)计算单栓承载力设计值 单栓抗剪承载力设计值：
NVb
nV
d 2
4
fVb
1 20 2 130 10 3
4
40.8KN
图3-7-15 例3-7-1普通螺栓盖板连接设计
21
第22页/共32页
解：单栓抗剪承载力设计值：
NVb
nV
d 2
4
fVb
2
20 2 4
130
81681
.4N
81.7KN
单栓的承压承载力设计值为：
N
b c
d
tfcb
20
14
305
85400
.0N
85.4KN
Nb V m in
81 .7 KN
板件一侧所需螺栓数：
由于确定撬力比较复杂，为了简化计算，规定普通螺栓抗拉强 度设计值只取为螺栓钢材抗拉强度设计值的0.8倍，以考虑这 一不利的影响。这相当于考虑了撬力Q＝0.25N，一般来说， 只要翼缘板厚度满足构造要求、且螺栓间距不要过大，这样的 简化处理是可靠的。
单个抗拉螺栓的承载力设计值为：
Ntb
Ae ftb
de2
yi2 4 80 2 160 2 1.28 105 mm 2
(xi2 yi2 ) 5.28 105 mm 2
25
第26页/共32页
26
N1Tx
Ty1 xi2
yi2
60000 160 5.28 105
18.2KN
最新-螺栓群受拉力、弯矩、剪力共同作用
（2）高强度螺栓承压型连接
与普通螺栓计算类似，需满足vb NNtbt 1
1
N
Nb N c
v 1.2
M
b
b
b
Nv 、Nc 、Nt —
一个承压型高强螺栓的
抗剪、承压、抗拉承载力设
计值；
Nv、Nt— 最危险螺栓受到的剪力、
拉力，即：
N N M y1 ;
n
V
Nb vi
0.9nf
(P
1.25Nti )
1
n
即： V 0.9nf (nP 1.25Nti)
1
式中， Nti ≤ 0 时，取 Nti =0
V 1 N M
同时, 对于螺栓的抗拉，需满足：
N t1
N n
M y1
y
2 i
N
b t
0.8P
计算中，只考虑螺栓拉力对抗剪承载力的不利影响，未考虑 受压区板层间压力增加的有利作用，故按该式计算的结果是略 偏 安全的；同时，计及了螺栓拉力不同对抗剪强度的影响， 因此更 为经济合理。
3、螺栓群受拉力、弯矩、剪力共同作用
（1）高强度螺栓摩擦型连接
各螺栓承担的拉力：
Nti
N n
M
yi yi2
拉力、剪力共同作用下，单个螺栓 抗剪承载力：
Nb vi
0.9nf
(P
1.25Nti )
单个螺栓抗剪承载力随拉力的增加而 Nv 减小。
V 1 N M
Nt
Nv
Nt
因此对于螺栓群的抗剪，需满足：
t n
yi2
Nv
V n
注意： 在弯矩 M 作用下，中和轴位于螺栓群形心 O 处。因此偏心受