螺栓设计和计算
钢结构柱脚螺栓计算
钢结构柱脚螺栓计算
1.确定载荷：首先需要确定柱脚所承受的垂直荷载和水平荷载。
这些荷载通常由设计师或结构工程师提供。
2.选择螺栓类型：根据设计要求和压力要求，选择适当的螺
栓类型。
常见的螺栓类型有标准螺栓、高强度螺栓和预应力螺栓。
3.计算柱脚尺寸：根据柱脚尺寸和构件结构类型，计算柱脚
的几何参数，如柱脚板的厚度、直径等。
4.确定螺栓数量：根据设计要求和载荷，计算确定所需的螺
栓数量。
通常，需要确保每个柱脚周围均匀分布的螺栓。
5.计算螺栓的阻力：根据柱脚螺栓的受力情况，计算出螺栓
的阻力。
这可以通过使用螺栓的强度参数和载荷来完成。
6.检查螺栓的预紧力：根据螺栓的阻力和实际设计载荷，检
查螺栓的预紧力是否在合理范围内。
确保螺栓的预紧力足够大，以确保柱脚连接的稳定性。
7.检查剪切强度：根据螺栓在剪切方向上受力的情况，检查
螺栓的剪切强度是否符合设计要求。
预埋件螺栓计算
预埋件螺栓计算
预埋件螺栓计算主要包括螺栓的数量和尺寸计算。
下面是预埋件螺栓计算的一般步骤：
1. 确定螺栓数量：根据设计要求和安全系数确定预埋件螺栓的数量。
一般情况下，螺栓数量应满足最小螺栓数量和最大螺栓数量的要求。
2. 确定螺栓尺寸：根据设计要求和安全系数确定预埋件螺栓的尺寸。
螺栓尺寸需满足以下要求：承载力要大于或等于设计载荷，钢筋混凝土基底面应承受钢筋拉力。
3. 计算螺栓的承载力：根据预埋件螺栓的材料和尺寸，使用相应的公式计算螺栓的承载力。
一般计算公式包括轴向拉力承载力、抗剪承载力和抗拧剪承载力等。
4. 校核螺栓的承载力：根据设计要求和安全系数校核螺栓的承载力。
确保螺栓的承载力大于或等于设计载荷，以保证螺栓的安全可靠。
需要注意的是，预埋件螺栓计算一般需要根据具体的工程设计要求和材料规范进行，可能每个工程都有不同的计算方法和参数，所以在具体的工程中，需要参考相应的规范和设计手册进行计算。
普通螺栓连接的构造和计算
二、螺栓的排列
端距 中距 中距 边距 边距
A 并列
B 错列
螺栓的排列应满足： 受力要求 构造要求 施工要求
1）受力要求 任意方向的中距、边距和端距不能过小，以防 止钢板截面过度削弱而承载力不足； 对于受压构件，中距不能太大，以防止连接板 件发生鼓曲。
2）构造要求
螺栓的边距和中距不宜太大，以免板件间贴合 不密，潮气侵入腐蚀钢材。 3）施工要求
拼接板强度验算:
N
0.5 N An f
c1 b1 c 3 c2
2 2’ b 2 2’
t1 t
N
对于2 2截面：An b1 m d 0 t 1 ;
2 2 对于2’2’ 截面：An 2c 4 m 1 c1 c 2 m d 0 t 1 ;
i 1 n 2 yi
b Nt
（四）普通螺栓拉、剪联合作用
1、两种破坏形式 螺杆受剪兼受拉破坏 孔壁承压破坏；
NV
e V V
M=Ve
2、拉剪相关曲线 “四分之一圆”
NV
b
1
b a
1 N t N tb
0
为防止螺杆受剪兼受拉破坏，应满足：
NV
Nv Nt 1 Nb Nb v t
☻M作用下螺栓连接按弹性设计，其假定为：
1）连接板件绝对刚性，螺栓为弹性； 2）螺栓群的中和轴位于最下排螺栓的形心处， 各螺栓所受拉力与其至中和轴的距离呈正比。
‘1’号螺栓在M作用下所受拉力最大
1 2 3 4
M
刨平顶紧 承托(板)
M
N1 N2 y N3 y2 1 y N4 3 中和轴
螺栓组受力分析与计算
螺栓组受力分析与计算一．螺栓组联接得设计设计步骤：1．螺栓组结构设计2．螺栓受力分析3．确定螺栓直径4．校核螺栓组联接接合面得工作能力5．校核螺栓所需得预紧力就是否合适确定螺栓得公称直径后，螺栓得类型，长度，精度以及相应得螺母，垫圈等结构尺寸，可根据底板得厚度，螺栓在立柱上得固定方法及防松装置等全面考虑后定出。
1、螺栓组联接得结构设计螺栓组联接结构设计得主要目得，在于合理地确定联接接合面得几何形状与螺栓得布置形式，力求各螺栓与联接接合面间受力均匀，便于加工与装配。
为此，设计时应综合考虑以下几方面得问题：1）联接接合面得几何形状通常都设计成轴对称得简单几何形状，如圆形，环形，矩形，框形，三角形等。
这样不但便于加工制造，而且便于对称布置螺栓，使螺栓组得对称中心与联接接合面得形心重合，从而保证接合面受力比较均匀。
2）螺栓得布置应使各螺栓得受力合理。
对于铰制孔用螺栓联接，不要在平行于工作载荷得方向上成排地布置八个以上得螺栓，以免载荷分布过于不均。
当螺栓联接承受弯矩或转矩时，应使螺栓得位置适当靠近联接接合面得边缘，以减小螺栓得受力（下图）。
如果同时承受轴向载荷与较大得横向载荷时，应采用销，套筒，键等抗剪零件来承受横向载荷，以减小螺栓得预紧力及其结构尺寸。
接合面受弯矩或转矩时螺栓得布置3）螺栓排列应有合理得间距，边距。
布置螺栓时，各螺栓轴线间以及螺栓轴线与机体壁间得最小距离，应根据扳手所需活动空间得大小来决定。
扳手空间得尺寸（下图）可查阅有关标准。
对于压力容器等紧密性要求较高得重要联接，螺栓得间距t0不得大于下表所推荐得数值。
扳手空间尺寸螺栓间距t0注：表中d为螺纹公称直径。
4）分布在同一圆周上得螺栓数目，应取成4，6，8等偶数，以便在圆周上钻孔时得分度与画线。
同一螺栓组中螺栓得材料，直径与长度均应相同。
5）避免螺栓承受附加得弯曲载荷。
除了要在结构上设法保证载荷不偏心外，还应在工艺上保证被联接件，螺母与螺栓头部得支承面平整，并与螺栓轴线相垂直。
标准 螺栓 计算
标准螺栓计算
计算螺栓的标准通常涉及以下几个方面：螺栓尺寸、螺栓强度等级、预紧力和螺栓的拧紧力。
1. 螺栓尺寸：螺栓的尺寸包括直径、长度和螺纹规格等。
根据具体的应用需求和设计标准，选择适当的螺栓尺寸。
2. 螺栓强度等级：螺栓的强度等级表示其抗拉强度和材料的硬度。
常见的螺栓强度等级包括4.8、8.8、10.9和12.9等。
根据需要，选择符合设计要求的螺栓强度等级。
3. 预紧力：预紧力是螺栓在拧紧前施加的力，用于保持连接件紧固并承受负荷。
预紧力的计算通常基于连接件的类型、材料和设计要求等因素。
可以通过使用紧固力计或根据工程经验来确定适当的预紧力。
4. 螺栓的拧紧力：螺栓的拧紧力是施加在螺栓上的力，使其产生摩擦力来保持连接件紧固。
拧紧力的计算通常基于摩擦力系数、螺纹的摩擦因数和预紧力等参数。
可以使用拧紧力计或根据标准拧紧规程来确定适当的拧紧力。
需要注意的是，具体的螺栓计算方法和标准可能因不同的应用和行业而有所不同。
在进行螺栓计算时，建议参考相应的设计规范、标准或咨询专业工程师，以确保螺栓的选择和设计满足安全和可靠性要求。
螺栓组受力分析与计算..
式中：Q—螺栓总拉力，N 。
其余符号意义同前。
螺栓总拉力的计算：
Q=Qp+[Cb/(Cb+Cm)]·F
式中：Cb/(Cb+Cm)称为螺栓的相对刚度，一般设计时，可按下表推荐
的数据选取。
螺栓的相对刚度Cb/(Cb+Cm)
被联接钢板间所用垫片类别
Cb/(Cb+Cm)
金属垫片（或无垫片）
r1＝r2＝…＝rz的关系以及螺栓联接的类型，分别代人式（5－25）或
（5－28）即可求得。
3).受轴向载荷的螺栓组联接
下图为一受轴向总载荷FΣ的汽缸盖螺栓组联接。FΣ的作用线与螺 栓轴线平行，并通过螺栓组的对称中心O。计算时，认为各螺栓平均受 载，则每个螺栓所受的轴向工作载荷为
图：受轴向载荷的螺栓组联接
螺栓组受力分析与计算
1． 螺栓组联接的设计
设计步骤： 1． 螺栓组结构设计 2． 螺栓受力分析 3． 确定螺栓直径 4． 校核螺栓组联接接合面的工作能力 5． 校核螺栓所需的预紧力是否合适 确定螺栓的公称直径后，螺栓的类型，长度，精度以及相应的螺母，垫 圈等结构尺寸，可根据底板的厚度，螺栓在立柱上的固定方法及防松装 置等全面考虑后定出。
1. 螺栓组联接的结构设计 螺栓组联接结构设计的主要目的，在于合理地确定联接接合面的几何形 状和螺栓的布置形式，力求各螺栓和联接接合面间受力均匀，便于加工 和装配。为此，设计时应综合考虑以下几方面的问题： 1）联接接合面的几何形状通常都设计成轴对称的简单几何形状，如圆 形，环形，矩形，框形，三角形等。这样不但便于加工制造，而且便于 对称布置螺栓，使螺栓组的对称中心和联接接合面的形心重合，从而保 证接合面受力比较均匀。 2）螺栓的布置应使各螺栓的受力合理。对于铰制孔用螺栓联接，不要 在平行于工作载荷的方向上成排地布置八个以上的螺栓，以免载荷分布 过于不均。当螺栓联接承受弯矩或转矩时，应使螺栓的位置适当靠近联 接接合面的边缘，以减小螺栓的受力（下图）。如果同时承受轴向载荷 和较大的横向载荷时，应采用销，套筒，键等抗剪零件来承受横向载 荷，以减小螺栓的预紧力及其结构尺寸。
螺栓组受力分析与计算（可编辑）
螺栓组受力分析与计算一．螺栓组联接的设计设计步骤：1．螺栓组结构设计2．螺栓受力分析3．确定螺栓直径4．校核螺栓组联接接合面的工作能力5．校核螺栓所需的预紧力是否合适确定螺栓的公称直径后，螺栓的类型，长度，精度以及相应的螺母，垫圈等结构尺寸，可根据底板的厚度，螺栓在立柱上的固定方法及防松装置等全面考虑后定出。
1. 螺栓组联接的结构设计螺栓组联接结构设计的主要目的，在于合理地确定联接接合面的几何形状和螺栓的布置形式，力求各螺栓和联接接合面间受力均匀，便于加工和装配。
为此，设计时应综合考虑以下几方面的问题：1）联接接合面的几何形状通常都设计成轴对称的简单几何形状，如圆形，环形，矩形，框形，三角形等。
这样不但便于加工制造，而且便于对称布置螺栓，使螺栓组的对称中心和联接接合面的形心重合，从而保证接合面受力比较均匀。
2）螺栓的布置应使各螺栓的受力合理。
对于铰制孔用螺栓联接，不要在平行于工作载荷的方向上成排地布置八个以上的螺栓，以免载荷分布过于不均。
当螺栓联接承受弯矩或转矩时，应使螺栓的位置适当靠近联接接合面的边缘，以减小螺栓的受力（下图）。
如果同时承受轴向载荷和较大的横向载荷时，应采用销，套筒，键等抗剪零件来承受横向载荷，以减小螺栓的预紧力及其结构尺寸。
接合面受弯矩或转矩时螺栓的布置3）螺栓排列应有合理的间距，边距。
布置螺栓时，各螺栓轴线间以及螺栓轴线和机体壁间的最小距离，应根据扳手所需活动空间的大小来决定。
扳手空间的尺寸（下图）可查阅有关标准。
对于压力容器等紧密性要求较高的重要联接，螺栓的间距t0不得大于下表所推荐的数值。
扳手空间尺寸螺栓间距t0注：表中d为螺纹公称直径。
4）分布在同一圆周上的螺栓数目，应取成4，6，8等偶数，以便在圆周上钻孔时的分度和画线。
同一螺栓组中螺栓的材料，直径和长度均应相同。
5）避免螺栓承受附加的弯曲载荷。
除了要在结构上设法保证载荷不偏心外，还应在工艺上保证被联接件，螺母和螺栓头部的支承面平整，并与螺栓轴线相垂直。
螺栓结构设计计算公式与实例
松螺栓连接紧螺栓连接1、受横向工作载荷（1）当普通螺栓联结承受横向载荷时，由于预紧力的作用，将在接合面间产生摩擦力来抵抗工作载荷（如图），这时螺栓仅承受预紧力的作用，而且预紧力不受工作载荷的影响，在联结承受工作载荷后仍保持不变。
预紧力F0的大小，根据接合面不产生滑移的条件确定。
假设为保证接合面不产生滑移所需要的预紧力为F0，则结合面间的摩擦力与横向外载荷平衡的条件是：（2）螺栓除受预紧力的拉伸而产生拉伸应力外，还受拧紧螺纹时，因螺纹摩擦力矩而产生的扭转切应力，使螺栓处于拉伸与扭转的复合应力状态下。
因此在进行强度计算时，应综合考虑拉伸应力和扭转切应力的作用。
螺栓危险截面的拉伸应力为:预紧螺栓时由螺纹力矩T 产生的扭转剪切应力： 1.3：系数将外载荷提高30%，以考虑螺纹力矩对螺栓联接强度的影响，这样把拉扭的复合应力状态简化为纯拉伸来处理，大大简化了计算手续，故又称简化计算法2、受轴向工作载荷松螺栓连接装配时螺母不需拧紧，故在承受工作载荷之前螺栓不受力。
这种连接应用范围有限，主要用于拉杆、起重吊钩等连接方面。
螺栓所受拉力=工作载荷d1：螺栓小径F：螺栓总拉力[σ]：许用拉应力σs：螺栓屈服强度S S ：安全系数，一般取1.2-1.7z.f.F0≥KF z：结合面数目f－结合面的摩擦系数，K－防滑系数，K＝1.1-1.3F —横向载荷σs：螺栓屈服强度S S ：安全系数，一般取1.2-1.7受轴向工作载荷时,螺栓所受的总拉力：F2 = F1+ FF2 : 总拉力F1 : 残余预紧力F:工作载荷16/311d T πτ=][41σπF d ≥[]S ss σσ=[]S s s σσ=MPad F ca ][4/3.13.1212σπσσ≤==3、铰制孔螺栓（螺栓承受剪切力）螺栓杆与孔壁之间无间隙，接触表面受挤压；在连接接合面处，螺栓杆则受剪切。
因此，应分别按挤压及剪切强度条件计算。
螺栓直径选型计算,设计必备知识点
螺栓直径选型计算，设计必备知识点
因为螺栓所受的载荷是各种不同方向载荷的复杂组合，所以要准确把握这些载荷的状态从而确定螺栓的尺寸比较困难。
螺纹的尺寸计算一般是分别计算受单项载荷作用时的尺寸，如受轴向载荷单独作用、受轴向载荷和扭转载荷共同作用、受与轴线垂直的剪切力的作用等等，根据使用条件，分别计算螺纹的尺寸。
螺纹的大小用外螺纹的大径表示，内螺纹用于其配合使用的外螺纹的大径表示。
三角形螺纹适合做连接螺纹使用，方螺纹适合做受较大载荷作用的传动螺纹使用。
螺栓受剪切力作用时，螺纹部分所受的剪切力作用在螺纹小径上。
计算时,螺纹的小径d1可按0.8倍的螺纹大径d计算，即d1=0.8d。
钢结构连接计算书(螺栓)
钢结构连接计算书(螺栓)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1钢结构连接计算书一、连接件类别：普通螺栓。
二、普通螺栓连接计算：1、普通螺栓受剪连接时，每个普通螺栓的承载力设计值，应取抗剪和承压承载力设计值中的较小者。
受剪承载力设计值应按下式计算：式中 d──螺栓杆直径,取 d = mm；n v──受剪面数目，取 n v = ；f v b──螺栓的抗剪强度设计值，取 f v b= N/mm2；计算得：N v b = ×××4= N；承压承载力设计值应按下式计算：式中 d──螺栓杆直径,取 d = mm；∑t──在同一受力方向的承压构件的较小总厚度，取∑t= mm；f c b──普通螺栓的抗压强度设计值，取 f c b= N/mm2；计算得：N c b = ××= N；故: 普通螺栓的承载力设计值取 N；2、普通螺栓杆轴方向受拉连接时，每个普通螺栓的承载力设计值应按下式计算：式中普通螺栓或锚栓在螺纹处的有效直径，取 de= mm；f t b──普通螺栓的抗拉强度设计值，取 f t b= N/mm2；计算得：N t b = ×× / 4 = N；3、普通螺栓同时受剪和受拉连接时，每个普通螺栓同时承受剪力和杆轴方向拉力应符合下式要求：式中 N v──普通螺栓所承受的剪力，取 N v= kN =×103 N；N t──普通螺栓所承受的拉力，取 N t= kN =×103 N；[(N v/N v b)2+(Nt/Nt b)2]1/2=[×103/2+×103/2]1/2 = ≤ 1；N v = N ≤ N c b = N；所以，普通螺栓承载力验算满足要求！。
螺栓的计算公式
螺栓的计算公式螺栓在机械领域中可是个相当重要的角色呢！咱们要搞清楚螺栓的计算公式，那得先从它的基本原理和用途说起。
螺栓，这小小的家伙，却有着大大的作用。
就说咱们常见的自行车吧，车把和车架的连接，脚踏板和轴的固定，都离不开螺栓。
我还记得有一次，我自己在家捣鼓修理自行车，结果不小心把一个螺栓给弄滑丝了。
这可把我急坏了，因为这意味着零件没法稳固连接，自行车骑起来会嘎吱嘎吱响，还可能存在安全隐患。
那螺栓的计算公式到底是咋回事呢？咱们先来说说螺栓的抗拉强度计算公式。
螺栓的抗拉强度可以通过材料的抗拉强度乘以螺栓的有效截面积来计算。
这就好比是一个大力士能举起的重量，取决于他本身的力气大小（材料强度）和他双手能抓住的面积（有效截面积）。
再来讲讲螺栓的预紧力计算公式。
预紧力就像是给螺栓提前施加的一个“压力”，让它在工作的时候能够紧紧地拉住两个零件，不让它们松动。
预紧力的计算要考虑到螺栓的材料、直径、摩擦系数等因素。
比如说，在一些需要高精度和高稳定性的机械装置中，预紧力的计算就显得尤为重要。
还有螺栓的屈服强度计算公式。
螺栓的屈服强度就像是它的“底线”，超过这个底线，螺栓就可能会发生永久性的变形，无法正常工作。
这个计算也得综合考虑各种材料和尺寸的参数。
在实际的工程应用中，螺栓的计算公式可不是随便算算就行的。
比如说在汽车制造厂里，工人们在组装发动机的时候，就得精确计算每个螺栓的参数，确保发动机在高速运转的时候，各个部件都能紧密连接，不出差错。
总之，螺栓的计算公式虽然看起来有点复杂，但只要咱们掌握了其中的原理和关键参数，就能让这些小小的螺栓发挥出大大的作用，保障各种机械装置的安全和稳定运行。
就像我那次修自行车，最后费了好大的劲，找了合适的螺栓替换，才让我的自行车重新欢快地跑起来。
所以啊，可别小看这螺栓的计算公式，它可是机械世界里的重要“密码”呢！。
普通螺栓和高强度螺栓计算
普通螺栓和高强度螺栓计算螺栓是机械工程中常用的紧固件，分为普通螺栓和高强度螺栓。
本文将分别介绍普通螺栓和高强度螺栓的计算方法及应用。
一、普通螺栓的计算与应用普通螺栓是一种由螺杆和螺母组成的紧固件。
在结构设计中，普通螺栓主要用于连接板材、钢构件和混凝土等部件。
普通螺栓的特点是具有一定的强度、刚度和可拆卸性。
1.螺栓的强度计算普通螺栓的强度计算主要考虑以下几个方面：剪切强度、拉伸强度和附加强度。
（1）剪切强度：螺栓受到的剪切力通过螺栓的剪切面传递，其强度计算公式为：Shear strength = Φ A s F v /γ m2其中，Φ是调整系数，一般取0.85；As是剪切面积；Fv是剪切强度；γm2是部分安全系数。
（2）拉伸强度：螺栓受到的拉力通过螺栓的拉伸面传递，其强度计算公式为：Tensile strength = Φ A s F u /γ m1其中，Fu是螺栓的抗拉强度。
（3）附加强度：螺栓可能受到的附加载荷，如振动载荷、冲击载荷等，通过附加强度考虑，一般采用安全余量法。
2.螺栓的刚度计算螺栓连接的刚度对于结构体的整体刚度具有重要影响。
在螺栓的刚度计算中，主要考虑螺栓的弹性变形。
螺栓的刚度计算公式为：k=(ks+kb)/n其中，n是螺栓剪切面的个数，ks是螺栓剪切刚度，kb是螺母的刚度。
3.螺栓的应用普通螺栓广泛应用于建筑、机械工程等领域。
在建筑中，普通螺栓常用于连接钢构件和混凝土构件。
在机械工程中，普通螺栓常用于连接各种机械部件，如轴承、传动装置等。
二、高强度螺栓的计算与应用高强度螺栓是一种具有更高强度和抗疲劳性能的紧固件，通常用于对紧固连接有更高要求的地方，如大型机械设备、桥梁等。
1.螺栓的强度计算与普通螺栓不同，高强度螺栓的强度计算需要考虑预紧力的影响。
（1）剪切强度：高强度螺栓的剪切强度计算与普通螺栓相似，但需要将预紧力考虑在内。
（2）拉伸强度：高强度螺栓的拉伸强度也需要考虑预紧力，其计算公式为：Tensile strength = (A s F pk)/(γ m1 + γ m2)其中，F pk是螺栓的预紧力。
螺栓计算——精选推荐
一、一般机械用螺栓连接的许用应力表2 尺寸系数二、松连接螺栓的强度计算一般机械用松连接螺栓，其螺纹部分的强度条件为：需要的计算直径为：式中： Q —螺栓的总拉力，此情况下是其工作拉力，N ；A c —螺栓螺纹部分的计算面积，（mm 2）； d c —螺纹部分的计算直径(mm)；d c =（d 2 + d 1 – H/6）/2≈d －0.94P ；其中： d 2和d 1 为螺纹的小径和大径，（mm ）,H 为螺纹牙理论高度，（mm ）, P 为螺纹螺距，（mm ）。
[σ]—松连接螺栓的许用拉应力，MPa 。
三、紧连接螺栓的强度计算1、只受预紧力的螺栓一般结构形式的螺栓螺母连接，螺栓除受预紧力外还受拧紧力矩的作用，综合考虑拉应力σ和扭转剪应力τ＝0.5σ，根据第四强度理论，可得螺纹部[]σπ≤=24c c d QA F[]σπQd c 4≥分的强度条件为：()[]στσσσσ2222330513+≈+≈≤..换算后得：[]4132⨯≤Q d cPπσ 螺栓需要的计算直径：[]d Q c P≥⨯413.πσ式中： Q P —螺栓的预紧力，N ；[σ]—静载紧连接螺栓的许用拉应力（按表1），MPa 。
当螺栓材料为低塑性材料时，如30CrMnSi 等，宜采用根据莫尔理论的强度条件：()()[]121121422-+++≤νσνστσ 式中：ν＝σSL /σSY ，对于一般塑性材料，ν＝1。
σSL 和σSY 分别是材料的拉伸、压缩屈服极限，MPa 。
2、受预紧力和静工作拉力的螺栓为保证连接的可靠性和充分发挥螺栓连接的潜力，螺栓的预紧应力σp 应在小于0.8σs 的条件下取较高值，对一般机械，σp ＝（0.5～0.7）σs 螺栓需要的预紧力：F C C C Q Q mb mP P ++'=螺栓总拉力：Q= Q p ’+F或表示为：Q Q C C C F P bb m=++ 式中： Q p —螺栓需要的预紧力，N ；Q p ’—被连接件中剩余预紧力（ 承受工作拉力后，被连接 件中剩余预紧力 Q p ’的推荐值见表5），N ； F —螺栓的工作拉力，N ；C b 、C m ─分别为螺栓和被连接件的拉、压刚度，均为定值。
钢结构螺栓计算规则
钢结构螺栓计算规则钢结构螺栓是连接钢构件的重要组成部分，其设计与计算规则直接影响到钢结构的安全性和可靠性。
在设计螺栓时，需要遵循一定的计算规则，以确保连接的稳定性和承载能力。
下面将介绍钢结构螺栓的计算规则。
1. 螺栓的承载力计算螺栓连接的承载力主要取决于螺栓的拉伸和剪切承载能力。
根据规范的要求，螺栓的承载力应满足以下条件：•螺栓在受力状态下不会发生失稳或松动；•螺栓的拉伸和剪切承载能力需符合设计要求。
2. 螺栓的拉伸承载能力计算螺栓的拉伸承载能力主要取决于螺栓的材料强度和几何形状。
通常，螺栓的拉伸承载能力可以按以下公式计算：$P_t = A_t \\times F_u$其中，P t为螺栓的拉伸承载能力，A t为螺栓的有效截面积，F u为螺栓的抗拉强度。
3. 螺栓的剪切承载能力计算螺栓的剪切承载能力主要取决于螺栓的材料强度和几何形状。
通常，螺栓的剪切承载能力可以按以下公式计算：$P_s = A_s \\times 0.6 \\times F_u$其中，P s为螺栓的剪切承载能力，A s为螺栓的有效截面积，F u为螺栓的抗拉强度。
需要注意的是，剪切承载能力的系数0.6是根据规范和实际情况确定的。
4. 螺栓的预紧力计算螺栓的预紧力是保证螺栓连接紧固的重要参数，通常需要根据实际情况和设计要求进行计算。
预紧力的计算可以参考以下公式：$F_p = \\frac{T}{D}$其中，F p为螺栓的预紧力，T为螺栓的扭矩，D为螺栓的轴向刚度。
结语钢结构螺栓的设计和计算规则对于钢结构的整体性能至关重要。
设计者在进行螺栓的选型和连接设计时，应该严格遵循相应的规范和标准，确保连接的安全可靠性。
同时，对螺栓的承载能力、预紧力等参数进行合理计算，是保证钢结构稳定性和持久性的关键之一。
螺栓设计计算公式
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 N
b t
Nv N
b v
1
( 3 75)
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。
2
2
N vb
b N min
(3 80)
( 3 81)
2 1Tx
三、高强度螺栓群的抗拉计算
1、轴心力作用 假定各螺栓均匀受力，故所 需螺栓数：
N M
N n b Nt
2、弯矩作用下
由于高强度螺栓的抗拉承载力一般总小于其预拉 力P，故在弯矩作用下，连接板件接触面始终处于紧 密接触状态，弹性性能较好，可认为是一个整体,所 以假定连接的中和轴与螺栓群形心轴重合，最外侧螺 栓受力最大。
y
F T
r1
1 N1Tx N1T
x
T
N1Ty
剪力F作用下每个螺栓受力：
N 1F
F n
扭矩T作用下：
N 1Tx T r1
2 2 x y i i i 1 i 1 n n
y1 r1 x1 r1
T y1
2 2 x y i i i 1 i 1 n n
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 tb Ae f tb
d e2
4
f tb
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。
螺栓长度的计算公式
螺栓长度的计算公式螺栓是一种常见的连接元件，广泛应用于机械制造、建筑工程等领域。
在设计和使用螺栓时，准确计算螺栓长度是非常重要的。
螺栓长度的计算公式如下：螺栓长度 = 螺母高度 + 松动量 + 螺栓穿透深度我们来了解一下螺母高度。
螺母是螺栓连接中的一部分，用于固定螺栓。
螺母的高度通常取决于其规格，例如M12的螺母高度为10mm。
因此，在计算螺栓长度时，我们需要考虑螺母的高度。
松动量也是计算螺栓长度的重要参数。
松动量指的是在正常使用过程中，螺栓由于振动或应力松动的程度。
为了确保连接的可靠性，我们需要在计算螺栓长度时考虑松动量。
螺栓穿透深度也是计算螺栓长度时需要考虑的因素。
螺栓穿透深度指的是螺栓在连接过程中穿过被连接物体的深度。
根据实际情况，我们需要根据螺栓穿透深度来计算螺栓长度。
螺栓长度的计算公式包括螺母高度、松动量和螺栓穿透深度。
在实际应用中，我们可以根据具体情况来确定这些参数的数值。
例如，如果我们要连接两个厚度为10mm的金属板，选择了M12的螺栓和螺母，那么我们可以通过查阅相关规格表得到螺母高度为10mm。
在考虑松动量时，我们可以根据设备的振动频率和应力程度来选择合适的数值。
螺栓穿透深度则需要根据被连接物体的具体情况来确定。
需要注意的是，螺栓长度的计算公式只是一种理论计算方法，实际应用中还需要考虑其他因素。
例如，连接的紧固力是否满足要求、螺栓的材质和强度等。
因此，在设计和使用螺栓时，我们应该综合考虑多种因素，确保连接的安全可靠。
螺栓长度的计算公式是设计和使用螺栓时必须掌握的重要知识之一。
通过合理计算螺栓长度，可以确保连接的牢固性和可靠性，提高设备的使用寿命和安全性。
同时，我们还需要综合考虑其他因素，以确保螺栓连接的整体性能。
通过不断学习和实践，我们可以更好地掌握螺栓长度的计算方法，为实际工作提供准确的技术支持。
普通螺栓的构造和计算
§3-5 普通螺栓的构造和计算3.5.1螺栓的排列和其他构造要求一、螺栓的排列螺栓在构件上排列应简单、统一、整齐而紧凑，通常分为并列和错列两种形式（图3.5.1）。
并列比较简单整齐，所用连接板尺寸小，但由于螺栓孔的存在，对构件截面削弱较大。
错列可以减小螺栓孔对截面的削弱，但螺栓孔排列不如并列紧凑，连接板尺寸较大。
图3.5.1 钢板上的螺栓（铆钉）排列螺栓在构件上的排列应满足受力、构造和施工要求：（1）受力要求：在受力方向螺栓的端距过小时，钢材有剪断或撕裂的可能。
各排螺栓距和线距太小时，构件有沿折线或直线破坏的可能。
对受压构件，当沿作用方向螺栓距过大时，被连板间易发生鼓曲和张口现象。
（2）构造要求：螺栓的中矩及边距不宜过大，否则钢板间不能紧密贴合，潮气侵入缝隙使钢材锈蚀。
（3）施工要求：要保证一定的空间，便于转动螺栓板手拧紧螺帽。
根据上述要求，规定了螺栓（或铆钉）的最大、最小容许距离，见表3.5.1。
螺栓沿型钢长度方向上排列的间距，除应满足表3.5.1的要求外，尚应满足附录10螺栓线距的要求。
表3.5.1 螺栓或铆钉的最大、小最容许距离注：1 d0为螺栓或铆钉的孔径，t为外层较薄板件的厚度。
2 钢板边缘与刚性构件（如角钢、槽钢等）相连的螺栓或铆钉的最大间距，可按中间排的数值采用。
二、螺栓的其他构造要求螺栓连接除了满足上述螺栓排列的容许距离外，根据不同情况尚应满足下列构造要求：（1）为了使连接可靠，每一杆件在节点上以及拼接接头的一端，永久性螺栓数不宜少于两个。
但根据实践经验，对于组合构件的缀条，其端部连接可采用一个螺栓。
（2）对直接承受动力荷载的普通螺栓连接应采用双螺帽或其他防止螺帽松动的有效措施。
例如采用弹簧垫圈，或将螺帽或螺杆焊死等方法。
（3）由于C级螺栓与孔壁有较大间隙，只宜用于沿其杆轴方向受拉的连接。
承受静力荷载结构的次要连接、可拆卸结构的连接和临时固定构件用的安装连接中，也可用C级螺栓受剪。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
联接接合面材料的许用挤压应力
材料
钢
铸铁
混 凝 土 砖（水泥浆缝） 木 材
2.0-3.0
1.5-2.0
2.0-4.0
螺栓的性能等级（摘自 GB 3098.1--82）
性能等级（标记） 抗拉强度极限 屈服极限
3.6 4.6 4.8 5.6 5.8 6.8 8.8 9.8 330 400 420 500 520 600 800 900 190 240 340 300 420 480 640 720
图:受倾覆力矩的螺栓组联接 联接接合面材料的许用挤压应力[σ]p,可查下表。 表:联接接合面材料的许用挤压应力[σ]p
注： l）σs 为材料屈服权限，MPa; σB 为材料强度极限,MPa。 2）当联接接合面的材料不同时，应按强度较弱者选取。
第 10 页 共 12 页
3）联接承受载荷时，[σ]p 应取表中较大值；承受变载荷时，则应取较小值 计算受倾覆力矩的螺栓组的强度时，首先由预紧力 Qp、最大工作载荷 Fmax 确定受力最
图 1 凸台与沉头座的应用
图 2 斜面垫圈的应用
2. 螺栓组联接的受力分析 1)．受横向载荷的螺栓组联接 2)．受转矩的螺栓组联接 3).受轴向载荷的螺栓组联接 4)．受倾覆力矩的螺栓组联接
进行螺栓组联接受力分析的目的是，根据联接的结构和受载情况，求出受力最大的螺栓 及其所受的力，以便进行螺栓联接的强度计算。
3．承受工作剪力的紧螺栓联接
螺栓杆与孔壁的挤压强度条件为
螺栓杆的剪切强度条件为
式中：F ——螺栓所受的工作剪力，N；
d0 ——螺栓剪切面的直径（可取为螺栓孔的直径），mm； L Lmin ——螺栓杆与孔壁挤压面的最小高度，mm，设计时应使 min
[σ]p——螺栓或孔壁材料的许用挤压应力，MPa ；
[τ] ——螺栓材料的许用切应力，MPa 。
联 及 螺 化计算 接 横栓
合金 钢 5.7∼5
5∼3.4
3.4∼3 合金钢 10∼6.8
6.8
6.8∼10
向联 载接 荷
考虑预 紧力的
计算
1.2∼1.5
1.2∼1.5 (Sa=2.5∼4)
铰制孔用 螺栓联接
钢：Sr=2.5,Sp＝1.25 铸铁： Sp=2.0∼2.5
钢：Sr=3.5∼5,Sp＝1.5 铸铁：Sp=2.5∼3.0
1.25d0；
承受工作剪力的紧螺栓联接
第 3 页 共 12 页
有效应力集中系数
材料的
400
600
800
3.0
3.9
4.8
1000 5.2
尺寸系数
直径 d(mm) 16 20 24 28
32
40 48 56 64 72 80
1 0.81 0.76 0.71 0.68 0.63 0.60 0.57 0.54 0.52 0.50
由上式可得各螺栓所需的预紧力为
【5－25】
式中：f——接合面的摩擦系数，见表； ri——第 i 个螺栓的轴线到螺栓组对称中心 O 的距离；
z ——螺栓数目；
Ks ——防滑系数，同前。
由上式求得预紧力 Qp，然后按式（5－14）校核螺栓的强度。
采用铰制孔用螺栓时，在转矩 T 的作用下，各螺栓受到剪切和挤压作用，各螺栓所受的
为了简化计算，在分析螺栓组联接的受力时，假设所有螺栓的材料，直径，长度和预紧 力均相同；螺栓组的对称中心与联接接合面的形心重合；受载后联接接合面仍保持为平面。 下面针对几种典型的受载情况，分别加以讨论。 1)受横向载荷的螺栓组联接 图所示为一由四个螺栓组成的受横向载荷的螺栓组联接。横向载荷的作用线与螺栓轴线垂 直，并通过螺栓组的对称中心。当采用螺栓杆与孔壁间留有间隙的普通螺栓联接时（图 a）。 靠联接预紧后在接合面间产生的摩擦力来抵抗横向载荷；当采用铰制孔用螺栓联接时（图 b）， 靠螺栓杆受剪切和挤压来抵抗横向载荷。虽然两者的传力方式不同，但计算时可近似地认为，
大时，其所受的工作剪力也越大。如图 b 所示，用 ri、rmax 分别表示第 i 个螺栓和受力最
第 8 页 共 12 页
大螺栓的轴线到螺栓组对称中心 O 的距离；Fi、Fmax。分别表示第 i 个螺栓和受力最大螺栓
的工作剪力，则得
根据作用在底板上的力矩平衡的条件得
【5－26】
即
.
【5－27】
联解式（5－26）及（5－27），可求得受力最大的螺栓的工作剪力为
图：受轴向载荷的螺栓组联接 4)．受倾覆力矩的螺栓组联接
下图 a 为一受倾覆力矩的底板螺栓组联接。倾覆力矩 M 作用在通过 x－x 轴并垂直于联 接接合面的对称平面内。底板承受倾覆力矩前，由于螺栓已拧紧，螺栓受预紧力 Qp，有均匀
第 9 页 共 12 页
的伸长；地基在各螺栓的 Qp 作用下．有均匀的压缩，如图 b 所示。当底板受到倾覆力矩作 用后，它绕轴线 O—O 倾转一个角度，假定仍保持为平面。此时，在轴线 O－O 左侧，地基被 放松，螺栓被进一步拉伸，在右侧，螺栓被放松，地基被进一步压缩。底板的受力情况如图 c 所示。
在横向总载荷 F∑的作用下，各螺栓所承担的工作载荷是均等的。因此，对于铰制孔用螺栓
联接，每个螺栓所受的横向工作剪力为
第 6 页 共 12 页
（5-23） 式中 z 为螺栓联接数目。 对于普通螺栓联接，应保证联接预紧后，接合面间所产生的最大摩擦力必须大于或等于横向 载荷。
假设各螺栓所需要的预紧力均为 Qp，螺栓数目为 z，则其平衡条件为
式中：
σ σ -1tc ——螺栓材料的对称循环拉压疲劳极限，MPa ， -1tc 值见表
——试件的材料特性，即循环应力中平均应力的折算系数，对于碳素钢，
=0.1—0.2，对于合金钢，
=0.2—0.3；
ε ——拉压疲劳强度综合影响系数，如忽略加工方法的影响，则 Kσ=kσ/ σ，Kσ 此处
ε 为有效应力集中系数，见表 σ 为尺寸系数，见附表；
关于螺栓设计
I 单个螺栓设计
一．螺纹联接的强度计算 松螺纹联接强度计算 紧螺栓联接强度计算 1.仅承受预紧力的紧螺栓联接拉伸强度条件为 2.承受预紧力和工作拉力的紧螺栓联接 拉伸强度条件为 疲劳强度计算 3 承受工作剪力的紧螺栓联接
松螺纹联接强度计算 拉伸强度条件为：
【5－14】
式中：F--螺栓工作载荷，N；
10.9 1040 940
12.9 1220 1100
硬度 推荐材料
90 109 113 134 140 181 232 269 312
365
低碳钢
低碳钢或中碳钢
中碳钢，低、 中碳合金 中碳钢，淬火 并回火 钢，淬火并 合金钢 回火，合金
钢
第 4 页 共 12 页
II 组合螺栓设计
一． 螺栓组联接的设计 设计步骤： 1． 螺栓组结构设计 2． 螺栓受力分析 3． 确定螺栓直径 4． 校核螺栓组联接接合面的工作能力 5． 校核螺栓所需的预紧力是否合适 确定螺栓的公称直径后，螺栓的类型，长度，精度以及相应的螺母，垫圈等结构尺寸，可根 据底板的厚度，螺栓在立柱上的固定方法及防松装置等全面考虑后定出。
第 1 页 共 12 页
式中：Cb/(Cb+Cm)称为螺栓的相对刚度，一般设计时，可按下表推荐的数据选取。 螺栓的相对刚度 Cb/(Cb+Cm)
被联接钢板间所用垫片类别
Cb/(Cb+Cm)
金属垫片（或无垫片）
0．2～0.3
皮革垫片
0．7
铜皮石棉垫片
0．8
橡胶垫片
0．9
②疲劳强度计算
对于受轴向变载荷的重要联接，应对螺栓的疲劳强度作精确校核，计算其最大应力计算安全 系数：
1. 螺栓组联接的结构设计 螺栓组联接结构设计的主要目的，在于合理地确定联接接合面的几何形状和螺栓的布置形 式，力求各螺栓和联接接合面间受力均匀，便于加工和装配。为此，设计时应综合考虑以下 几方面的问题： 1）联接接合面的几何形状通常都设计成轴对称的简单几何形状，如圆形，环形，矩形，框 形，三角形等。这样不但便于加工制造，而且便于对称布置螺栓，使螺栓组的对称中心和联 接接合面的形心重合，从而保证接合面受力比较均匀。 2）螺栓的布置应使各螺栓的受力合理。对于铰制孔用螺栓联接，不要在平行于工作载荷的 方向上成排地布置八个以上的螺栓，以免载荷分布过于不均。当螺栓联接承受弯矩或转矩时， 应使螺栓的位置适当靠近联接接合面的边缘，以减小螺栓的受力（下图）。如果同时承受轴 向载荷和较大的横向载荷时，应采用销，套筒，键等抗剪零件来承受横向载荷，以减小螺栓 的预紧力及其结构尺寸。
接合面受弯矩或转矩时螺栓的布置 3）螺栓排列应有合理的间距，边距。布置螺栓时，各螺栓轴线间以及螺栓轴线和机体壁间 的最小距离，应根据扳手所需活动空间的大小来决定。扳手空间的尺寸（下图）可查阅有关 标准。对于压力容器等紧密性要求较高的重要联接，螺栓的间距 t0 不得大于下表所推荐的 数值。
扳手空间尺寸螺栓间距 t0
第 5 页 共 12 页
注：表中 d 为螺纹公称直径。 4）分布在同一圆周上的螺栓数目，应取成 4，6，8 等偶数，以便在圆周上钻孔时的分度和 画线。同一螺栓组中螺栓的材料，直径和长度均应相同。 5）避免螺栓承受附加的弯曲载荷。除了要在结构上设法保证载荷不偏心外，还应在工艺上 保证被联接件，螺母和螺栓头部的支承面平整，并与螺栓轴线相垂直。对于在铸，锻件等的 粗糙表面上应安装螺栓时，应制成凸台或沉头座（下图 1）。当支承面为倾斜表面时，应采 用斜面垫圈（下图 2）等。
横向工作剪力和各该螺栓轴线到螺栓组对称中心 O 的连线（即力臂 r。）相垂直（图 b）。
为了求得各螺栓的工作剪力的大小，计算时假定底板为刚体，受载后接合面仍保持为平面。 则各螺栓的剪切变形量与各该螺栓轴线到螺栓组对称中心 O 的距离成正比。即距螺栓组对称 中心 O 越远，螺栓的剪切变形量越大。如果各螺栓的剪切刚度相同，则螺栓的剪切变形量越