高强度螺栓连接计算

螺杆剪力
抗拉时与普通螺栓 N 相同，但变形
小，可减少锈
高强度螺栓连接计算
蚀，改善疲劳
一、高强螺栓的予拉力的建立
1、确定予拉力P数值
使螺栓中的拉应力接近于所用材料的屈服点
（f0.2）,考虑材料不均匀系数0.9、超张拉系数0.9和 剪应力（拧螺母时产生）引起的承载力降低系数1.2,，
予拉力计算式为：
P0.91.20.9fuAe
（3-46）
fu——高强螺栓经热处理后的最低抗拉强度； ——屈强比（假定屈服点与最低抗拉强度比值）
Ae——螺栓有效面积 结果按5kN的模数取整得高表强度3螺-栓3连接。计摩算 擦型承压型均适用。
高强螺栓设计予拉力P值（kN）
表3-3
螺栓的性能
螺 栓 公 称 直 径（mm）
等
级 M16 M20 M22 M24 M27 M30
N 1 T Y x T i2• x1yi26 17 8 2 1 0 6 4 0 7 72 0 5 2.3 4 KN
N (N 1 V Y N 1 T Y )2 N 1 T X(1 0 2.3 4 )2 2.0 6 21 4.0 3K 4 N N b V 6.7 0K 5 N
所以该连接满足强度高要强度求螺栓连接计算
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。
N
++ ++
++ ++
N
++ ++
++ ++
l1
设，一侧的螺栓数为n，平均受剪，承受外力N。
每个螺栓承受的剪力为：
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Nv
N n
单个螺栓承载力设计条件：
Nv
N n
Nvb
(1).所需螺栓数：
n
N Nb
高v 强度螺栓连接计算
(2).构件净截面强度验算
例题3-14如图示，截面为－300×16的轴心受拉钢板，用双盖板和
摩擦型高强螺栓连接，已知钢材为Q345钢，螺栓为10.9级M20，
接触面喷砂后涂无机富锌漆，承受轴力N=1200KN，试验算连
接的强度。
解（1）验算螺栓连接
的强度
NbV 0.9nf μ P ＝0.9 2 0.4155 ＝111.6KN
8.8
70 110 135 155 205 250
10.9
100 155 190 225 290 355
2、予拉工艺——扭螺帽 （1）扭矩法
工具—能显示扭矩的搬手。
高强度螺栓连接计算
（2）转角法
先用普通扳手把连接件拧紧密，称初拧。 以初拧位置为起点，用电动或风动扳手将螺帽扭 1/2～2/3圈，达到终拧角度。螺栓的拉力即达到预拉 力。终拧角度根据螺栓直径，连接件厚度通过实测确 定。方法简单，但常常出现予拉力比设计值高。
实际单个螺栓承受的内力 为：
N n1122k 0N 0 10k0N Nb V11.6k 1N (满足
高强度螺栓连接计算
（2）验算钢板强度 构件厚度t=16mm<2t1=20mm,故应验算构件截面。查表得
f=310N/mm2
构件得毛截面强度为
＝ N 12 10 30 0 2N 5/m 02 m f 3N 1/m 02m A3 0 10 6
构件得静截面强度为：
＝1 － （ 0.5n1)N(10.54) 120 130
nA N
12(304 02)2 16
29 .8N 4/m2m f31 N /0 m2m
高强度螺栓连接计算
3、高强螺栓承受拉力时的计算
（1）一个高强螺栓的抗拉承载力设计值 《规范》规定：
Ntb 0.8P
P—预拉力
为什么取0.8P呢？研究表明：连接件刚好被松开 时 的 外 力 N=1.05~1.19P，Ntb=0.8P 时 可 以 保 证 连 接件不被松驰。
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
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（3）扭掉螺栓尾部梅花卡法
高强度螺栓连接计算
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。
高强度螺栓连接计算
高强螺栓群在扭矩作用下的计算公式与普通螺 栓同。高强螺栓的直径系列、连接中螺栓的排列及 有关构造要求与普通螺栓同。
高强度螺栓连接计算
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：
高强度螺栓连接计算
承压型——连接件间允许相互滑动。传力开始 时在标准荷载作用下动连接件间无滑动，剪力由摩
擦力和螺杆抗剪共同传递。但当荷载很大时，连接
件间有较大塑性变形。接近破坏时，连接件间有相
对滑动，摩擦只起推迟滑移作用。剪力由螺杆传递，
其特点与普通螺栓相同。因此，有与普通螺栓相同
的极限状态—螺栓剪坏，孔壁挤压坏，构件被拉断。 变形大，不适于受动荷载的连接。
N
b V
0.9n f
μP
＝0.9 0.45 155
＝60 .75 KN
70 70
高强度螺栓连接计算
（2）计算单个螺栓在外力作用下承受的最大荷载
N1V YV n660kn10KN
T V • e 6 0 . 0 3 1 K 8 • M N N 1 T X x T i2• y 1yi26 17 8 2 1 0 6 4 0 7 72 5 5 2.0 6K 1N
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。 以剪力等于摩擦力为设计极限状态。连接件间不允许 相互滑动，变形小，承载力小。工艺保证措施：喷砂， 使=0.3～0.55。 连接板间摩擦力
+ + N+
N
++ +
++ +
++ +
N
N
孔前传力分析
N′
N′
A
N (10.5n1) Nf
An
n An
高强度螺栓连接计算
受剪连接计算 一个螺栓抗剪承载力
连NV 接b 所0需.9螺nf栓μ数P 净截n面 强NN度Vb ：考虑50％孔前传力
σ＝ N,＝1（ 0.5n1） Nf
An
n An
高强度螺栓连接计算