普通及高强螺栓承载力计算
高强螺栓计算表格
拉力或剪力设计值/kN 10.9级螺栓直径d/mm Q235Q345摩擦面数目喷砂（丸）0.450.5抗滑移系数μ喷砂（丸）后涂无机富锌漆0.350.4螺栓个数喷砂（丸）后生赤锈0.450.5螺栓承载力设计值/kN 是否满足要求剪力设计值V/kN 弯矩设计值M/kNm 10.9级螺栓直径d/mm 摩擦面数目抗滑移系数μ单个螺栓抗剪能力设计值x方向螺栓排数<=8y方向螺栓排数<=8
x10y140
x260y2100
x30y30
x40y40
剪力对单个螺栓的作用力/kN 单个螺栓承受的最大剪力/kN 是否满足要求不满足
16.6796.23满足要求受剪计算
受弯矩和剪力作用计算
0.5101.25
345002010.56418.50各螺栓与中轴距离/mm 20080241连接处构件接触面处理方法构件的钢号抗滑移系数μ钢丝刷清除浮锈或未经处理的干净轧制表面0.30.35。
高强螺栓
2.1 高强度螺栓定义根据螺栓强度性能等级分3.6、4.6、4.8、5.6、6.8、8.8、9.8、10.9、12.9等10余个等级，其中8.8级及以上螺栓材质为低碳合金钢或中碳钢并经热处理(淬火、回火)，通称为高强度螺栓，高强度的螺栓,属于一种标准件。
高强螺栓分为扭剪型高强螺栓(由一个螺栓，一个螺母，一个垫圈组成)和大六角高强螺栓(由一个螺栓，一个螺母，两个垫圈组成),大六角高强螺栓属于普通螺丝的高强度级,而扭剪型高强螺栓则是大六角高强螺栓的改进型。
2.2 高强度螺栓加工工艺高强度螺栓加工工艺为：热轧盘条-(冷拨)-球化(软化)退火-机械除鳞-酸洗-冷拨-冷锻成形-螺纹加工-热处理-检验2.1.1 钢材设计在紧固件制造中，正确选用紧固件材料是重要一环，因为紧固件的性能和其材料有着密切的关系。
如材料选择不当或不正确，可能造成性能达不到要求，使用寿命缩短，甚至发生意外或加工困难，制造成本高等，因此紧固件材料的选用是非常重要的环节。
冷镦钢是采用冷镦成型工艺生产的互换性较高的紧固件用钢。
由于它是常温下利用金属塑性加工成型，每个零件的变形量很大，承受的变形速度也高，因此，对冷镦钢原料的性能要求十分严格。
在长期生产实践和用户使用调研的基础上，结合GB/T6478-2001《冷镦和冷挤压用钢技术条件》GB/T699-1999《优质碳素结构钢》及目标JISG3507-1991《冷镦钢用碳素钢盘条》的特点，以8.8级，9.8级螺栓螺钉的材料要求为例，各种化学元素的确定。
C含量过高，冷成形性能将降低；太低则无法满足零件机械性能的要求，因此定为0.25%-0.55%。
Mn能提高钢的渗透性，但添加过多则会强化基体组织而影响冷成形性能；在零件调质时有促进奥氏体晶粒长大的倾向，故在国际的基础上适当提高，定为0.45%-0.80%。
Si能强化铁素体，促使冷成形性能降低，材料延伸率下降定为Si小于等于0.30%。
S.P.为杂质元素，它们的存在会沿晶界产生偏析，导致晶界脆化，损害钢材的机械性能，应尽可能降低，定为P小于等于0.030%，S小于等于0.035%。
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。
普通螺栓群偏心受拉时的计算
y1 y2 y3
yn
(3 82)
M N1y1 N2 y2 .... Nn yn (3 83)
N1
M
n
y1
y
2 i
i 1
因此，设计时只要满足下式即可：
(3 84)
N1
N
b t
(3 85)
3、偏心拉力作用下
N
1
N1
e
234
N2
y1
N
N3 y2 中
M=N·e
N4
M作用下
和 轴 N作用下
摩擦型和承压型均可采用以下方法（叠加法）计算:
Nv Nvb
2
Nt Ntb
2
1
Nv Ncb 1.2
四、螺栓抗剪连接中板件的强度计算
1、强度计算（承载能力极限状态）
N —轴心拉力或压力设计值；
An —构件的净截面面积； f —钢材的抗拉（压)强度设计值。
2、普通螺栓连接(包括高强度螺栓承压型连接)
并列排列
错列排列
1
t1t
1’ 1
t1t
T
y 1 N1Tx
r1
N1T
x N1Ty
T
剪力F作用下每个螺栓受力：
F N1F n
扭矩T作用下：
N1Tx
T r1
n
n
x
2 i
y1
y
2 i
r1
n
T y1
n
x
2 i
y i2
i 1
i 1
i 1
i 1
N1Ty
T r1
n
n
x
2 i
x1
y
2 i
r1
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。
普通及高强螺栓承载力计算
表 13.2 .3-1 碳钢 及合 金钢 锚栓 钢材 强度 设计 指标
性 能 等 级
锚栓 强度 设计 值 (MPa )
用于 抗拉 计算 fud,t 用于 抗剪 计算 fud,v
表 13.2 .3-2 不锈 钢锚 栓钢 材强 度设 计指 标
性 能 等 级 螺纹 直径 (mm)
M14 300 150 120 60 170 M16 310 155 125 65 175 M20 420 210 170 85 220 M24 520 260 210 105 260 M30 700 350 280 140 330
Q345 34.65 41.58 48.51 55.44 69.3 83.16 97.02 110.9 124.7 138.6
20 314.2 244.8 Q235 30.5 36.6 42.7 48.8 61 73.2 85.4 97.6 109.8 122 41.62 43.98
Q345 38.5 46.2 53.9 61.6 77 92.4 107.8 123.2 138.6 154
钢号
承压承 载力设
mm mm2 mm2
56
当承压 板厚
受拉 螺杆单剪
7
8
10
12
14
16
18
20
Ntb (kN)
Nvb (kN)
12 113.1 80.49 Q235 18.3 21.96 25.62 29.28 36.6 43.92 51.24 58.56 65.88 73.2 14.33 15.83
27 572.6 459.4 Q235 41.175 49.41 57.65 65.88 82.35 98.82 115.3 131.8 148.2 164.7 78.1 80.16
螺栓连接的知识点
3.6螺栓连接的构造螺栓的排列应考虑以下要求： （1） 受力要求（2） 构造要求螺栓间距不能太大，避免压不紧潮气进入导致腐蚀 （3） 施工要求螺栓间距不能太近，满足净空要求，便于安装 螺栓或铆钉的最大、最小容许距离见 P52,表3.4~3.73.7普通螺栓连接的工作性能和计算普通螺栓按加工精度可分为：1.粗制螺栓（C 级）d o 二 d 1.5 ~ 3.0mm24.6级（仁兰400 N / mm , f J'f^0.6）、4.8级 d ------------------------- 螺杆直径优点：安装简单，便于拆装缺点：螺杆与钢板孔壁不够紧密，传递剪力时，连接变形较大。
宜用于承受拉 力的连接中，或用于次要结构和可拆卸结构的受剪连接及安装时的临时固定 2. 精制螺栓（A 、B 级） 优点：受力性能好缺点：安装费时费工，且费用较高 目前建筑结构中已较少使用。
剪力螺栓（抗剪螺栓）：螺栓杆垂直于力线按受力情况分为 拉力螺栓（抗拉螺栓）：螺栓杆平行于力线 既受剪又受拉的螺栓抗剪连接一一板件之间有相互错动的趋势 抗拉连接一一板件之间有相互脱开的趋势 一、普通螺栓的抗剪连接（1） 单个螺栓的受剪工作性能1） 弹性阶段（0〜1）:板件间相互挤压，靠摩擦阻力传力；2） 滑移阶段（1〜2）：摩擦阻力被克服后，板件间产生滑移，栓杆与孔壁相接触, 滑移量取决于栓杆与孔的间距；3） 栓杆直接传力的弹性阶段（2〜3）:螺栓杆既受剪又受弯，孔壁受到挤压；4） 弹塑性阶段（3〜4 ）：连接的剪切变形迅速增大，直至破坏。
（2） 受剪螺栓的破坏形式1） 栓杆被剪断 2） 钢板被挤压破坏（螺栓承压破坏） 3） 钢板被拉断 4） 钢板被剪坏 5） 杆身弯曲破坏（3） 针对以上破坏形式，应采取以下措施1） 通过计算保证螺栓抗剪 2） 通过计算保证螺栓抗挤压d 0 ——螺孔直径d 0= d 亠 0.3 ~ 0.5mm28.8 级(f u_ 800 N/mm ,f j f u =0.8)、 5.6 级3）通过计算保证板件有足够的拉压强度4）螺栓端距》2d。
普通及高强螺栓承载力计算
普通及高强螺栓承载力计算螺栓是一种常用的连接元件，在机械制造、建筑工程等领域广泛使用。
螺栓的承载力是指螺栓在受力时所能承受的最大力量。
螺栓的承载力计算需要考虑到材料的强度和力学性能。
螺栓的承载力计算需要根据具体的应用条件和材料性能来进行。
下面将介绍普通及高强螺栓的承载力计算方法，并通过实例来进行说明。
1.普通螺栓的承载力计算方法：-强度计算：根据螺栓的材料强度和尺寸，计算出螺栓的强度。
螺栓的强度可以通过查表得到。
强度计算公式为：承载力=强度×截面面积。
-剪切面积计算：根据螺栓的直径和螺纹尺寸，计算出螺栓的剪切面积。
剪切面积计算公式为：剪切面积=π/4×螺纹直径×螺纹直径。
-承载力计算：根据螺栓的剪切面积和螺纹面积，计算出螺栓的承载力。
承载力计算公式为：承载力=剪切面积×截面面积。
2.高强螺栓的承载力计算方法：-强度计算：根据螺栓的材料强度和尺寸，计算出螺栓的强度。
高强螺栓的强度计算通常采用滚螺纹的强度计算方法。
强度计算公式为：承载力=强度×截面面积。
-剪切面积计算：根据螺栓的直径和螺纹尺寸，计算出螺栓的剪切面积。
剪切面积计算公式为：剪切面积=π/4×螺纹直径×螺纹直径。
-承载力计算：根据螺栓的剪切面积和螺纹面积，计算出螺栓的承载力。
承载力计算公式为：承载力=剪切面积×截面面积。
下面通过一个实例来说明普通螺栓和高强螺栓的承载力计算。
假设有一个M16普通螺栓，其长度为80mm，属于中碳钢；另有一个M16高强螺栓，其长度为100mm，属于5.8级。
1.普通螺栓的承载力计算：- 剪切面积计算：剪切面积=π/4×螺纹直径×螺纹直径=201.06mm²。
2.高强螺栓的承载力计算：- 剪切面积计算：剪切面积=π/4×螺纹直径×螺纹直径=201.06mm²。
由于高强螺栓的强度更高，其承载力也更大。
高强螺栓与普通螺栓区别
高强螺栓与普通螺栓区别高强度螺栓就是可承受的载荷比同规格的普通螺栓要大．普通螺栓的材料是Ｑ２３５（即Ａ３）制造的．高强度螺栓的材料３５＃钢或其它优质材料，制成后进行热处理，提高了强度．两者的区别是材料强度的不同．从原材料看：高强度螺栓采用高强度材料制造。
高强螺栓的螺杆、螺帽和垫圈都由高强钢材制作，常用45号钢、40硼钢、20锰钛硼钢。
普通螺栓常用Q235钢制造。
从强度等级上看：高强螺栓，使用日益广泛。
常用8.8s和10.9s两个强度等级，其中10.9级居多。
普通螺栓强度等级要低，一般为4.4级、4.8级、5.6级和8.8级。
从受力特点来看：高强度螺栓施加预拉力和靠摩擦力传递外力。
普通螺栓连接靠栓杆抗剪和孔壁承压来传递剪力，拧紧螺帽时产生预拉力很小，其影响可以忽略不计，而高强螺栓除了其材料强度很高之外，还给螺栓施加很大预拉力，使连接构件间产生挤压力，从而使垂直于螺杆方向有很大摩擦力，而且预拉力、抗滑移系数和钢材种类都直接影响高强螺栓的承载力。
根据受力特点分承压型和摩擦型.两者计算方法不同。
高强螺栓最小规格M12，常用M16~M30，超大规格的螺栓性能不稳定，设计中应慎重使用。
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。
单个摩擦型高强螺栓的容许承载力
109、单个摩擦型高强螺栓的容许承 载力
1、高强度螺栓摩擦型抗剪连接
单个摩擦型高强度螺栓抗剪承载力设计值:
式中： 0.9—抗力分项系数 R的倒数( R=1.111);
nf—传力摩擦面数目，单剪时=1，双剪时=2； —摩擦面抗滑移系数;
P—预拉力设计值。
一个高强度螺栓的设计预拉力P
式中：1.111—为抗力分项系数 R
上式就是GBJ17-88规范采用的计算公式，在GB500172003中，采用等价的直线相关公式：
单个螺栓承载力设计值汇总表（二）
螺栓种类 受力状 态 受剪
计算公式
备注
长列螺栓 折减
受拉
摩擦型高 强度螺栓
兼受剪 拉
Nv Nb
Nt Nb
1
v
t
螺 栓 公 称 直 径（mm） 螺栓的性能等级
M16 M20 M22 M24 M27 M30
8.8级
80 125
150
175 230 280
10.9级
100 155
190
225 290 355
摩擦面抗滑移系数值
连接处接触面处理方法
喷 砂（丸） 喷砂（丸）后涂无机富锌漆
喷砂（丸）后生赤绣 钢丝刷清除浮锈或未经处理的干净轧制表面
构件的钢号 Q235 Q345 Q420 0.45 0.50 0.50 0.35 0.40 0.40 0.45 0.50 0.50 0.30 0.35 0.40
2、 摩擦型高强度螺栓的单栓抗拉设计承载力为：
式中： P—预拉力设计值。
3、高强度螺栓同时承受剪力和拉力连接的工作性能
尽管当Nt≤P 时，栓杆预拉力基本不变，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。规范规定将Nt乘以1.125的系数来考虑μ 值降低的不利影响，故单个摩擦型连接高强度螺栓有拉力 作用时的抗剪承载力设计值为：
高强螺栓连接
1 高强螺栓选定：长度=连接板层总厚+紧固长度加长值+螺母公称厚度+垫圈个数*垫圈厚度+3*螺纹螺距高强度螺栓就是可承受的载荷比同规格的普通螺栓要大．普通螺栓的材料是Ｑ２３５（即Ａ３）制造的．高强度螺栓的材料３５＃钢或其它优质材料，制成后进行热处理，提高了强度．两者的区别是材料强度的不同．从原材料看：高强度螺栓采用高强度材料制造。
高强螺栓的螺杆、螺帽和垫圈都由高强钢材制作，常用 45号钢、40硼钢、20锰钛硼钢。
普通螺栓常用Q235钢制造。
从强度等级上看：高强螺栓，使用日益广泛。
常用和两个强度等级，其中级居多。
普通螺栓强度等级要低，一般为级、级、级和级。
从受力特点来看：高强度螺栓施加预拉力和靠摩擦力传递外力。
普通螺栓连接靠栓杆抗剪和孔壁承压来传递剪力，拧紧螺帽时产生预拉力很小，其影响可以忽略不计，而高强螺栓除了其材料强度很高之外，还给螺栓施加很大预拉力，使连接构件间产生挤压力，从而使垂直于螺杆方向有很大摩擦力，而且预拉力、抗滑移系数和钢材种类都直接影响高强螺栓的承载力。
根据受力特点分承压型和摩擦型.两者计算方法不同。
高强螺栓最小规格M12，常用M16~M30，超大规格的螺栓性能不稳定，设计中应慎重使用。
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。
高强螺栓连接
长度=连接板层总厚+紧固长度加长值+螺母公称厚度+垫圈个数*垫圈厚度+3*螺纹螺距高强度螺栓就是可承受的载荷比同规格的普通螺栓要大．普通螺栓的材料是Ｑ２３５（即Ａ３）制造的．高强度螺栓的材料３５＃钢或其它优质材料，制成后进行热处理，提高了强度．两者的区别是材料强度的不同．从原材料看：高强度螺栓采用高强度材料制造。
高强螺栓的螺杆、螺帽和垫圈都由高强钢材制作，常用 45号钢、40硼钢、20锰钛硼钢。
普通螺栓常用Q235钢制造。
从强度等级上看：高强螺栓，使用日益广泛。
常用和两个强度等级，其中级居多。
普通螺栓强度等级要低，一般为级、级、级和级。
从受力特点来看：高强度螺栓施加预拉力和靠摩擦力传递外力。
普通螺栓连接靠栓杆抗剪和孔壁承压来传递剪力，拧紧螺帽时产生预拉力很小，其影响可以忽略不计，而高强螺栓除了其材料强度很高之外，还给螺栓施加很大预拉力，使连接构件间产生挤压力，从而使垂直于螺杆方向有很大摩擦力，而且预拉力、抗滑移系数和钢材种类都直接影响高强螺栓的承载力。
根据受力特点分承压型和摩擦型.两者计算方法不同。
高强螺栓最小规格M12，常用M16~M30，超大规格的螺栓性能不稳定，设计中应慎重使用。
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。
高强度螺栓级别分类
高强度螺栓级别分类长度=连接板层总厚+紧固长度加长值+螺母公称厚度+垫圈个数*垫圈厚度+3*螺纹螺距高强螺栓就是高强度的螺栓,属于一种标准件.高强螺栓主要应用在钢结构工程上,用来连接钢结构钢板的连接点.高强螺栓分为扭剪型高强螺栓和大六角高强螺栓,大六角高强螺栓属于普通螺丝的高强度级,而扭剪型高强螺栓则是大六角高强螺栓的改进型,为了更好施工.高强螺栓的施工必须先初紧后终紧,初紧高强螺栓需用冲击型电动扳手或扭矩可调电动扳手;而终紧高强螺栓有严格的要求,终紧扭剪型高强螺栓必须用扭剪型电动扳手,终紧扭矩型高强螺栓必须用扭矩型电动扳手.大六角强螺栓由一个螺栓，一个螺母，两个垫圈组成。
扭剪型高强螺栓由一个螺栓，一个螺母，一个垫圈组成等级。
碳钢：公制螺栓机械性能等级可分为：3.6、4.6、4.8、5.6、5.8、6.8、8.8、9.8、10.9、12.9共10个性能等级。
不锈钢分为60,70,80( 奥氏体)；50,70,80,110(马氏体)；45,60（铁氏体）三类。
高强度螺栓连接具有安装简便、迅速、能装能拆和承压高、受力性能好、安全可靠等优点。
它的特点是：（1）改善结构受力情况。
采用摩擦型高强度螺栓连接所受的力靠钢板表面的磨擦力传递，传递力的面积大、应力集中现象得到改善，提高了构件的疲劳强度。
（2）螺栓用量少。
高强度螺栓承载能力大、一个直径d＝22 mm的40硼钢高强度螺栓的承载能力为：而一个23 mm直径的普通铆钉的抗剪强度为：可见高强度螺栓的承载能力比铆钉高约18％、在受力相同的情况下，高强度螺栓的数量相对比铆钉数量少。
因此节点拼接板的几何尺寸就小，可以节省钢材。
（3）加快施工进度。
高强度螺栓施工简便，对于一个不熟悉高强度螺栓施工的工人，只要经过简单的培训，就可以上岗操作。
（4）在钢结构运输过程中不易松动，且在使用中减少维护工作量。
如果发生松动即可个别更换，不影响其周围螺栓的连接。
（5）施工劳动条件好，而且栓孔可在工厂一次成型，省去二次扩孔的工序。
普通螺栓承载力和高强螺栓区别
普通螺栓承载力和高强螺栓的区别高强螺栓（High-Strength Friction Grip Bolt）全名为高强度摩擦预紧螺栓。
高强螺栓和普通螺栓的核心区别并不是强度，而是受力形式，本质为是否施加预紧力，并利用静摩擦力抗剪。
根据GB50017-2017，计算单个普通螺栓（B类）8.8级和高强度螺栓8.8级抗拉、抗剪强度。
例：一个8.8级M22螺栓，普通螺栓取设计抗拉强度400kN；设计抗剪强度320kN；高强螺栓取预紧力P为150kN。
通过上述计算可知，相同等级下，普通螺栓的抗拉强度、抗剪强度设计值都要高于高强螺栓。
研究普通螺栓和高强螺栓弹塑性变形的规律，理解二者设计破坏时的极限状态。
图3、图4分别为普通螺栓与高强螺栓抗剪连接的应力应变曲线。
图3普通螺栓抗剪连接的变形曲线图4承压型高强螺栓抗剪连接的变形曲线由图3、4可知，两者设计破坏时的极限状态如下：普通螺栓：螺杆发生超过设计允许的塑性变形从而被剪坏。
普通螺栓连接，从承受剪力前，连接板间就会产生相对位移，使得螺栓杆和连接板接触，发生弹塑性形变。
高强螺栓：外剪力大于静摩擦力，连接板间发生相对位移，设计上视为破坏。
高强螺栓连接，摩擦力先承受剪力，当荷载增大到摩擦力不足以抵抗剪力时，连接板发生相对滑移，该状态视为极限状态，虽然此时高强螺栓连接破坏，但螺杆与连接板发生接触，依然可以利用其自身的弹塑性形变，继续承受剪力。
综上所述，由单个螺栓承载力计算可知，普通螺栓的抗拉、抗剪设计强度均高于高强螺栓，因此，高强螺栓的“高强”实质为正常工作时，不允许连接节点发生任何相对滑移，换而言之即为节点弹塑性变形小、刚度大、安全储备高。
同时这也符合“强节点，弱杆件”的抗震设计原理。
高强螺栓之“高强”，并非在于其承载能力设计值，而是表现在其设计节点的刚度大、安全性能高、抗破坏能力强。
摩擦型高强度螺栓拉力计算(带公式程序)
摩擦型高强度螺栓拉力计算螺栓等级（1：8.8级；2：10.9级）2螺栓直径（16；20；22；24；27；30）20螺栓预拉力：155KN124KN螺栓排（对）数：4排假设对称布置1~2：1502~3：2903~4：150(mm)弯距：100KN*M最大轴拉力设计值：68.3第二排螺栓轴拉力设计值：33.5螺栓满足。
端板厚度计算（根据CECS 102:98 7.2.9条端板钢材的抗拉强度设计值f=315N/mm^2端板的宽度b=250mm加肋板的宽度bs=0mm螺栓中心至腹板的距离e w =70mm螺栓中心至翼缘板表面的距离ef =70mm螺栓的间距a =290mm1.伸臂类端板：19.1mm2.无加劲肋类端板：14.5mm3.两边支承类端板：(1)端板外伸13.1mm√(2)端板平齐15.0mm4.三边支承类端板：13.1mm9.2√1.伸臂类端板： 一个高强螺栓的拉力设计值,Nt =68.3KN 按公式(7.2.9-1)计算的端板厚度t 1=19.1mm 2.无加劲肋类端板：(7.2.9-2)KN 一个高强螺栓的拉力设计值,Nt =68.3KN 按公式(7.2.9-2)计算的端板厚度t 1=14.5mm 3.两边支承类端板：(1)端板外伸(7.2.9-3a ) 一个高强螺栓的拉力设计值,Nt =68.3KN 按公式(7.2.9-3a)计算的端板厚度t 1=13.1mm (2)端板平齐(7.2.9-3b ) 一个高强螺栓的拉力设计值,Nt =68.3KN 按公式(7.2.9-3b)计算的端板厚度t 1=15.0mm 4.三边支承类端板：(7.2.9-4) 一个高强螺栓的拉力设计值,Nt =68.3KN 按公式(7.2.9-4)计算的端板厚度t 1= 端板厚度t =13.1mm结 论：端板厚度t =19.1mm bf N e t t f 6≥fe a N e t w tw )5.0(3+≥fe e e b e N e e t wf f w tw f )](2[6++≥fe e e b e N e e t wf f w tw f )](4[12++≥fe b b e N e e tf s w tw f ]4)2([62++≥33.54928 9.186986。
螺栓连接 抗弯承载力公式
螺栓连接抗弯承载力公式
螺栓连接的抗弯承载力可以通过公式计算。
螺栓连接的抗弯承
载力取决于材料的强度、螺栓的尺寸和连接的几何形状。
一般来说，螺栓连接的抗弯承载力可以通过以下公式计算：
M = W e.
其中，M表示抗弯矩，W表示作用在螺栓上的力，e表示螺栓连
接中心线到螺栓截面最远点的距离。
另外，根据材料的强度和螺栓的尺寸，还可以使用以下公式计
算抗弯承载力：
M = Z σ。
其中，M表示抗弯矩，Z表示截面模量，σ表示材料的应力。
需要注意的是，这只是抗弯承载力的基本计算公式，实际工程
中还需要考虑到螺栓的预紧力、螺栓的松动等因素，因此在实际应
用中需要结合具体的工程情况进行计算和分析。
同时，还需要遵循相关的设计规范和标准进行计算，以确保螺栓连接的安全可靠性。
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M10 M12 M14 M16 M20 M24 M30
220 270 300 310 420 520 700
110 135 150 155 210 260 350
90 110 120 125 170 210 280
45 55 60 65 85 105 140
140 160 170 175 220 260 330
μ
0.45 0.35 0.3
M16
32.4 25.2 21.6 36 28.8 25.2 36 28.8 40.5 31.5 27 45 36 31.5 45 36
M20
50.625 39.375 33.75 56.25 45 39.375 56.25 45 62.775 48.825 41.85 69.75 55.8 48.825 69.75 55.8
螺栓 等级
ftb 170 210 400
N/mm2 N/mm2
C 级 4.6、4.8 A、B 5.6 级 8.8
fvb 承压板承压 fcb N/mm2 140 C 级 199 薄壁型钢 320 A、B级
Q235 305 290 405
钢号 Q345 Q420 385 425 370 510 560
当承压板厚t(mm)为
14.33 15.83 19.62 21.55 26.63 28.15 32.72 35.63 41.62 43.98 51.58 53.22 59.93 63.33 78.1 95.3 80.16 98.96
螺栓 ftb fvb 承压板 fcb 等级 N/mm2 N/mm2 钢号 N/mm2
8.8 400 10.9 500
16
64.8 50.4 43.2 72 57.6 50.4 72 57.6 81 63 54 90 72 63 90 72
20
101.3 78.75 67.5 112.5 90 78.75 112.5 90 125.6 97.65 83.7 139.5 111.6 97.65 139.5 111.6
8.8
Q235
0.5 0.4 0.35 Q420 0.5 0.4
Q345
10.9 Q235
0.45 0.35 0.3
0.5 Q345 0.4 0.35 Q420 0.5 0.4
化学锚栓规格及技术参数
规格 (mm) 钻孔 破坏 钻孔深 锚固长 直径 力 度(mm) 度(mm) (mm) (kN)
锚杆边间距及砼基层最小厚度(mm)
M22
60.75 47.25 40.5 67.5 54 47.25 67.5 54 76.95 59.85 51.3 85.5 68.4 59.85 85.5 68.4
M24
70.88 55.13 47.25 78.75 63 55.13 78.75 63 91.13 70.88 60.75 101.3 81 70.88 101.3 81
250 Q235 470 310 Q345 590 8.8 S
当承压板厚t(mm)为
受拉
螺杆单剪
一个高强螺栓承压型连接承载力设计值
直径 毛截面 有效截面 钢号 承压承载力设计值Ncb
10.9 S
受拉 Ntb (kN)
螺杆单剪
mm
mm2
mm2
6
56.64 56.4 70.8 62.04 77.88 67.68 84.96 76.14 95.58 84.6 106.2
受拉
螺杆单剪
一个C级螺栓连接承载力设计值
直径 毛截面 有效截面 钢号 承压承载力设计值Ncb (kN)
mm
mm2
mm2
5
6
7
8
10
36.6 46.2 42.7 53.9 48.8 61.6 54.9 69.3 61 77 67.1 84.7 73.2 92.4 82.35 104 91.5 115.5
16
58.56 73.92 68.32 86.24 78.08 98.56 87.84 110.9 97.6 123.2 107.4 135.5 117.1 147.8 131.8 166.3 146.4 184.8
18
65.88 83.16 76.86 97.02 87.84 110.9 98.82 124.7 109.8 138.6 120.8 152.5 131.8 166.3 148.2 187.1 164.7 207.9
Q345 314.2 244.8 Q235 Q345 380.1 303.4 Q235 Q345 452.4 352.5 Q235 Q345 572.6 459.4 Q235 Q345 706.9 560.6 Q235 Q345 97.92 78.54 122.4 97.39 121.4 95.03 151.7 117.8 141 113.1 176.3 140.2
18
169.9 169.2 212.4 186.1 233.6 203 254.9 228.4 286.7 253.8 318.6
20
188.8 188 236 206.8 259.6 225.6 283.2 253.8 318.6 282 354
Ntb (kN)
Nvb (kN)
Nvb (kN)
16 201.1 156.7 Q235 45.12 52.64 60.16 75.2 90.24 105.28 120.3 135.4 150.4 62.67 50.27 78.33 62.33 20 22 24 27 30
M27
93.15 72.45 62.1 103.5 82.8 72.45 103.5 82.8 117.5 91.35 78.3 130.5 104.4 91.35 130.5 104.4
M30
113.4 88.2 75.6 126 100.8 88.2 126 100.8 143.78 111.83 95.85 159.75 127.8 111.83 159.75 127.8
7
66.08 65.8 82.6 72.38 90.86 78.96 99.12 88.83 111.51 98.7 123.9
8
75.52 75.2 94.4 82.72 103.8 90.24 113.3 101.5 127.4 112.8 141.6
10
94.4 94 118 103.4 129.8 112.8 141.6 126.9 159.3 141 177
18.3 21.96 25.62 29.28 Q345 23.1 27.72 32.34 36.96 Q235 21.35 25.62 29.89 34.16 Q345 26.95 32.34 37.73 43.12 Q235 24.4 29.28 34.16 39.04 Q345 30.8 36.96 43.12 49.28 Q235 27.45 32.94 38.43 43.92 Q345 34.65 41.58 48.51 55.44 Q235 30.5 36.6 42.7 48.8 Q345 38.5 46.2 53.9 61.6 Q235 33.55 40.26 46.97 53.68 Q345 42.35 50.82 59.29 67.76 Q235 36.6 43.92 51.24 58.56 Q345 46.2 55.44 64.68 73.92 Q235 41.175 49.41 57.65 65.88 Q345 51.975 62.37 72.77 83.16 Q235 45.75 54.9 64.05 73.2 Q345 57.75 69.3 80.85 92.4
27
186.3 144.9 124.2 207 165.6 144.9 207 165.6 234.9 182.7 156.6 261 208.8 182.7 261 208.8
30
226.8 176.4 151.2 252 201.6 176.4 252 201.6 287.6 223.7 191.7 319.5 255.6 223.7 319.5 255.6
表13.2.3-1 碳钢及合金钢锚栓钢材强度设计指标 性 能 等 级 4.8 5.8 锚栓强度 用于抗拉计算fud,t 250 310 设计值(MPa) 用于抗剪计算fud,v 150 180
6.8 370 220
8.8 490 290
表13.2.3-2 不锈钢锚栓钢材强度设计指标 性 能 等 级 50 70 80 ≤32 ≤24 ≤24 螺纹直径(mm) 锚栓强度 用于抗拉计算fud,t 175 370 500 设计值(MPa) 用于抗剪计算fud,v 105 225 300
12
113.3 112.8 141.6 124.1 155.8 135.4 169.9 152.3 191.2 169.2 212.4
14
132.16 131.6 165.2 144.76 181.72 157.92 198.24 177.66 223.02 197.4 247.8
16
151 150.4 188.8 165.4 207.7 180.5 226.6 203 254.9 225.6 283.2
22
121.5 94.5 81 135 108 94.5 135 108 153.9 119.7 102.6 171 136.8 119.7 171 136.8
24
141.8 110.3 94.5 157.5 126 110.3 157.5 126 182.3 141.8 121.5 202.5 162 141.8 202.5 162
锚杆 直径 间距 边距 最小 间距 最小 边距 基层 最小 厚
M8x110 M10x130 M12x145 M12x160 M16x190 M20x260 M24x300
10 12 14 14 18 24 28
80 95 115 115 135 165 225