高强度螺栓预拉力的确定

4、如何进行普通螺栓群抗拉连接的验算？
Ntb

Ae
f
b t
单栓抗剪？
N
n

N Ntb
5、普通螺栓群只受弯矩作用时如何计算？
★ 1号栓？螺栓收拉还是受剪？受哪几个力？
wenku.baidu.com
M ★ 中和轴？ 中和轴取为最下排螺栓处
Ntb Ae ftb
N1

M
n

y1

N
t b
yi2
i 1
6、普通螺栓群偏心受拉时的计算？
减小为Cf，栓杆拉力P增加为Pf。 试验证明，当外拉力Nt不大于螺栓预拉力Ｐ的80％时
Pf=1.07P，可认为 螺杆的预拉力不变
连接板件间有一定的挤 压力保持紧密接触
卸载后预压力 不会变小，无
松弛现象
现行规范规定： A、摩擦型高强度螺栓的
单栓抗拉承载力为：
Ntb 0.8P
当考虑橇力影响时，螺栓杆的 Pf(KN) 拉力Pf与外力Nt的关系曲线如图：
承托刨平顶紧后，认为承托 M 承担全部剪力，螺栓群仅按受拉
连接计算。
刨平顶紧 承托(板) 连接角焊缝
§3－8 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
按受力特征的不同高强度螺栓分为两类：
摩擦型高强度螺栓—依靠板件间摩擦力传递内力，
以剪力不超过摩擦力为设计准则；
动荷载
承压型高强度螺栓—受力特征与普通螺栓类似，允 许接触面滑移，以连接达到极限承载力为设计准则。
有橇力时的 螺栓破坏
300
无橇力时的 螺栓破坏
Nt≥0.5P后，橇力Q出现
250
200
如设计时不计算橇力,应使 150
Nt≤0.5P或增加连接板件的刚度 100
50
（如设加劲肋）
0
Q
Nu’ Nu N 50 100 150 200 250 300
t
(KN)
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
b t

Ae
f
b t

d
2 e
4
f
b t
3 74
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。
6、高强度螺栓在拉-剪共同作用下的工作性能和单栓承载力
（1）高强度螺栓摩擦型连接
受力本质是外拉力会平衡掉一部分板件间的挤压力，进而 影响摩擦力抗剪!
★ 1号栓？螺栓收拉还是受剪？受哪几个力？中和轴？
Ntb

Ae
ftb
e
yi2 ny1
小偏心受拉
N max N / n Ney1 / yi2
F e
N min N / n Ney1 / yi2
中和轴取为螺栓群的形心
e
yi2 ny1
大偏心受拉
N1 Ney1
e F
★ 1号栓？螺栓收拉还是受剪？受哪几个力？
F
N1F

F n
T
y1 r1
N1Tx N1T
x N1Ty
T
N1Tx n
T y1
n
xi2 yi2
i 1
i 1
N1Ty n
T x1
n
xi2 yi2
i 1
i 1
N12Tx N1Ty N1F 2 Nmbin
先用普通扳手初拧，再用扭矩扳手终拧。 （C）扭断螺栓尾部梅花头法
使用特制的电动扳手。
初拧50%，复拧力矩=初拧力矩，终拧至断颈剪断为止。
2、高强度螺栓预拉力的确定
3、高强度螺栓摩擦面抗滑移系数μ 板件间的抗滑移系数与接触面的处理方法和构件钢
号有关，其大小随板件间的挤压力的减小而减小；
喷砂可提高μ，严禁涂红丹，保证连接表面干燥。
静荷载或间接承受动荷载
影响摩擦力的因素？
F P
P：压紧力 预拉力 μ：板件间摩擦系数
1、高强度螺栓预拉力的控制方法
通过拧紧螺帽的方法，螺帽的紧固方法：
A、转角法
B、扭矩法
C、扭断螺栓杆尾部法（扭剪型高强度螺栓）
（A）转角法 先用普通扳手初拧，使被连接构件贴合，并作出
标记线，然后从此标记线开始用长扳手终拧，拧到预 定角度时，螺栓拉力即达到所需预拉力。 （B）扭矩法
N/2 N/2 a
高强度
4 螺栓 3
4 3 普通螺栓
δ
N
b
B、对于高强度螺栓承压型抗剪连接， N 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
4 高强度
3
螺栓
24 1
3 普通螺栓
方法与普通螺栓相同。 抗剪承载力： 承压承载力：
数值相同不？
yi2

N
b t
1
2
3
F
4M
中和轴取为最下排螺栓处
四、普通螺栓拉剪联合作用
V
不加承托
螺杆受剪兼受拉破坏： M
N
2
2

Nv Nvb



Nt
N
b t

1
1
2
3
F
4M
NV

V n
Nt

My1 N yi2 n
孔壁的承压破坏：
Nv

N
b c
四、普通螺栓拉剪联合作用
V
加承托
上节课：螺栓（群）抗剪和抗拉
1、如何进行普通螺栓群抗剪连接的计算？
L 15d0时
n N Nb
min
L 15d0时
n

N
N
b min
N
N/2
当15d0

L

60d
时：
0
1.1 L
N/2
150d0
L
当L

60d
时：
0
0.7
2、为什么根据L的大小不同，计算方法还有区别？
3、如何进行普通螺栓群偏心力作用下的抗剪计算？
2
1
O
N vb

nv
d
4
2
fvb
Ncb d
t
f
b c
单栓抗剪承载力：
Nb min
min
N
vb，N
b c
δ
(3 66)
★公式中的fvb、fcb采用高强度螺栓连接的强度设计值
5、高强度螺栓抗拉连接工作性能和单栓承载力
N
C
Nt
P
C-△C=Cf P+△P=Pf
当外拉力为零时：P（预拉力）=C（板间压紧力）； 当外拉力为Nt时：板件有被拉开趋势，板件间的压力C
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
2 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 0.9nf P
(3 63)
2 1
O
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;（P64）
P：预拉力设计值. （P63）
4、高强度螺栓抗剪连接的工作性能和单栓承载力
(1)抗剪连接工作性能 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。
N
4 高强度
3
螺栓
24 1
3 普通螺栓
为什么高强度螺栓 第一个阶段远远大 于普通螺栓？
2 1 O
N/2 N/2 a
δ
N
b
（2）抗剪连接单栓承载力
A、对于高强度螺栓摩擦型连接，其 N