(完整版)钢结构第三章

❖ 施加方法：扭矩法、转角法和扭剪法
❖
预拉力设计值：
P
0.9 0.9 0.9 1.2
f u Ae
0.6075 fu Ae
❖ 高强度螺栓预拉力设计值按材料强度和螺栓有效截面积 确定,上式中的几个系数分别考虑了几个影响因素 表3-8 一个高强度螺栓的预拉力设计值P（kN）取值时考虑：
3.8.1.2.高强度螺栓连接的摩擦面抗滑移系数 ❖ 试验研究表明，高强度螺栓连接的摩擦面抗滑移系数的大
1．高强度螺栓摩擦型连接
➢在外剪力和外拉力作用下，对于高强度螺栓摩擦型 连接来说，外剪力由连接件摩擦面间的摩擦力来传递 ，螺栓仅承受外拉力。由高强度螺栓的抗拉工作性能 可知，摩擦型连接高强度螺栓所承受的外拉力不能超
过0.8P。
❖ 一个受外拉力作用的摩擦型连接高强度螺栓的抗剪承载力 设计值为：
N
b vΒιβλιοθήκη Baidu
Nv
N
b v
2
Nt Ntb
2
1
当螺杆与孔壁挤压时，由于连接件较薄会发生孔壁挤 压破坏时，尚应按下式验算承载力：
Nv Ncb 1.2
式中: Nv,Nt——高强度螺栓所承受的剪力和拉力设计值；
3.8 高强度螺栓连接的 工作性能和计算
教学目与要求
➢ 了解高强螺栓连接构造 ➢ 了解高强螺栓连接受力特点 ➢ 掌握高强螺栓连接计算
教学内容
➢ 高强度螺栓的工作性能和螺栓群的计算——重点
➢ 高强度螺栓连接的构造和计算（2）——难点
3.7 螺栓连接的工作性能和计算
➢螺杆受剪兼受拉破坏
2
2
Nv
N
b v
Nt
N
b t
1
➢当连接板件过薄时，可 能因承压强度不足而破 坏，需按下列公式计算 螺栓的承压承载力：
Nv
V n
Nv
N
b c
3.8 高强度螺栓连接的工作性能和计算
3.8.1高强度螺栓连接的工作性能
❖ 栓孔：钻成孔 ❖ 按受力特征分类：摩擦型连接、承压型连接和承受拉力的
连接 ❖ 级别：10.9级和8.8级 ❖ 影响承载力的因素：栓杆预拉力、连接表面抗滑移系数和
影响。
3.8.2 高强度螺栓的抗剪承载力设计值
1. 高强度螺栓摩擦型连接
N
b v
0.9nf
μP
0.9——抗力分项系数的倒数，即0.9==1/γR=1/1.111； nf——传力摩擦面数目，单剪时，nf=1；双剪时，nf=2； 四剪时，nv=4；见图3-7； P——一个高强度螺栓的预拉力设计值，见表3-8； μ——摩擦面的抗滑移系数，见表3-9。
b v
0.9nf
μP
❖ 式中 0.9——抗力分项系数的倒数，即取 0.9==1/γR=1/1.111；
❖ nf——传力摩擦面数目，单剪时，nf=1；双剪时， nf=2；四剪时，nv=4；见图
2. 高强度螺栓承压型连接
一个抗剪螺栓的设计承载能力计算 抗剪承载力设计值
Nvb
d2
nv 4
fvb
承压承载力设计值
栓杆内原预拉力基本不变。
图7-82 高强度螺栓受拉
❖ 撬力的影响：限制抗拉承载力在0.8P以内
高强度螺栓拉力变化
2. 高强度螺栓抗拉连接计算 ❖ 抗拉承载力： ❖ 轴心拉力的螺栓数： ❖ 弯矩作用时
Ntb 0.8P
n N Ntb
图3-73 高强度螺栓受弯连接
❖ 承载力极限状态 板不被拉开时，中和轴在螺栓群形心处； 板可被拉开时，与普通螺栓一样，中和轴在最外排 受压 螺栓形心处。
2. 高强度螺栓承压型连接 破坏状态同普通螺栓，极限承载力由杆身抗剪和孔 壁承压决定，摩擦力只起延缓滑动作用，计算方法 和普通螺栓相同。
3.8.3 高强度螺栓群的抗剪计算
1. 轴心力作用时
❖ 螺栓数：
nN
Nb min
N
b v
nv
d 2 4
f
b v
N
b c
d
t
f
b c
对于承压型连接Nbmin按式3-32和式3-33计算，取较小值，只 是其中的fvb 、fcb要用高强度螺栓的强度设计值。当剪切面在 螺纹处时式3-32中的d改为de。
Ncb
d
tf
b c
一个抗剪螺栓的承载力设计值应取上面两式的较小值
当剪切面在螺纹处时，承压型高强度螺栓的 抗剪承载力应按螺纹处的有效截面面积计算
3.8.1.4 高强度螺栓抗拉连接的工作性能
一个摩擦型高强度螺栓的抗拉承载力设计值取为：
N
b t
0.8P
(3-55)
3.8.1.5高强度螺栓同时受剪力和拉力的连接工 作性能
0.9nf P 1.25 N t
式中 Nt≤0.8P
《规范》规定的其承载力的另一种计算公式：
Nv Nt 1
N
b v
N
b t
N
b v
0.9nf P
2. 高强度螺栓连接的摩擦面抗滑移系数(表3.9) ❖ 对于承压型连接，只要求清除油污及浮锈 ❖ 对于摩擦型连接，对摩擦面抗滑移系数有要求
3. 高强度螺栓的排列 ❖ 要求同普通螺栓，同样要考虑连接长度对承载力的不利
N1M My1 m yi2 0.8P
3.8.5同时受剪力和拉力的高强度螺栓连接计算
1. 高强度螺栓摩擦型连接 ❖ 由于外拉力的作用，板件间的挤压力降低 ❖ 每个螺栓的抗剪承载力也随之减少 ❖ 抗滑移系数随板件间的挤压力的减小而降低
Nv Nvb
Nt Ntb
1
2. 高强度螺栓承压型连接 当发生螺杆受剪和受拉破坏时，应按下式验算承载力：
2. 扭矩作用时，及扭矩、剪力、轴心力共同作用时
❖ 螺栓群受扭矩T、剪力V和轴心力N共同作用的高强度螺栓
连接的抗剪计算与普通螺栓相同，只是用高强度螺栓的
承载力设计值。
3.8.5 高强度螺栓的抗拉连接 1. 高强度螺栓的抗拉连接性能
❖ 规范规定每个摩擦型高强度螺栓的抗拉设计承载力不得大于0.8P，螺
小与构件的种类和连接处构件接触面的处理方法有关。
高强度螺栓连接的摩擦面抗滑移系数μ的大小见表3-9
❖ 对于承压型连接，只要求清除油污及浮锈 ❖ 对于摩擦型连接，对摩擦面抗滑移系数有要求
3.8.1.3 高强度螺栓的抗剪连接的工作性能
1. 高强度螺栓摩擦型连接 一个摩擦型高强度螺栓的抗剪承载力设计值为
N
钢材种类
➢高强度螺栓连接和普通螺栓连接的主要区别在于：高 强度螺栓连接除了材料强度高之外，而且在拧紧螺帽时， 螺栓内施加了很大的预拉力，连接件间的挤压力就很大， 因而接触面的摩擦力就很大，这种预拉力和摩擦力对高 强度螺栓传递外力的机制产生了很大的影响。
3.8.1 高强度螺栓连接的工作性能
3.8.1.1. 高强度螺栓的预拉力