钢结构A-3.钢结构的连接(高强螺栓).

NV N
b c
摩擦型高强
受拉 剪拉
受剪
N 0.9 n f P N 0.8P
N 0.9n f P 1.25Nt N tb 0.8 P 2 b b d b b N d t f c f Nv nv fv
b v
b V b t
1.2—折减系数。由于外拉力将减 小被连接构件间预压力，因 而构件材料的承压强度设计 值随之降低。
受剪力和拉力联合作用
b c
受剪 普通螺栓 受拉 剪拉 受剪
Nvb nv
d2
4
fvb
Ncb d t f fb
N tb Ae f t b
Nv 2 Nt 2 ( b ) ( b ) 1 Nv Nt
N
+ +
+ + + +
+
+ +
N
N′
N′
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A
孔前传力分析
考虑孔前传力50%得：
N n1 N (1 0.5 ) f An n An
2、扭矩或扭矩、剪力共同作用下 计算方法与普通螺栓相同，即：
F F T
1
N1F
y 1 N 1Tx
r1 N1T
T
x N1Ty
剪力F作用下每个螺栓受力：
N 1F
适用扭剪型高强度螺栓。用特制电动扳手的两个套筒分 别套住螺母和螺栓尾部（正、反转），由于螺栓尾部槽口深 度是按终拧扭矩和预拉力之间的关系确定，故所得预拉力值 能得到保证。
（2）预拉力的确定
0 .9 0 .9 0 .9 P f u Ae 1 .2
Ae –有效截面面积；fu---螺栓材料经热处理后的抗拉强度。 0.9、0.9、0.9—材料不均匀性、弥补预拉力损失的超张拉、 采用fu作标准值等。 1.2—拧紧螺栓时产生的扭矩将降低栓杆的承载力。
P
高强度螺栓摩擦型连接
N 0.9nf P
b v
式中
0.9 —抗力分项系数
R 的倒数， R 1/ 0.9 1.111
nf
P
—传力摩擦面数目：单剪nf =1, 双剪nf =2 .
— 一个高强度螺栓的设计预拉力，按表3.9 采用； — 摩擦面抗滑移系数，按表3.10 采用；

高强度螺栓群的抗剪计算
计算方法同普通螺栓
N b N1 Nt n
N n b Nt
(b)
(a) (c) 图3.84 高强度螺栓群受拉
N
（2）高强度螺栓群弯矩受拉
在M作用下，中和轴在螺栓群中心处。
M y1 b N1 Nt 2 yi
承受弯矩的高强度螺栓连接
（3）高强度螺栓群偏心受拉
N≤0.8P, 连接板件间接触面始终压的很紧,按小偏心受拉计算。

V 0.9nf (nP 1.25Nti )
摩擦型连接高强度螺栓的应力
3.8.3 高强度螺栓承压型连接
同普通螺栓的计算
A、抗剪承载力
⑴ 受剪承载力设计值 2 d b Nv nv f vb 4 ⑵ 承压承载力设计值
b Nc d t f cb
⑶单个螺栓承载力设计值
b b b N min min N v , Nc
3.8 高强度螺栓连接的构造和计算
3.8.1 高强度螺栓连接的性能
摩擦型：只靠摩擦阻力传力,以剪力达到接触面的摩擦力作为 承载力极限状态——设计准则（0～1） 承压型：以作用剪力达到栓杆抗剪或孔壁承压破坏为承载力 极限状态——设计准则（0～4） N
高强度螺栓
普通螺栓
单个螺栓抗剪试验结果
1、高强度螺栓的预拉力
de--螺栓杆的有效直径；
ftb—高强度螺栓的抗拉强度设计值。
上式的计算结果与0.8P相差不多。
C 高强度螺栓承压型连接同时承受剪力和拉力
同普通螺栓的计算
Nv Nt b b 1 Nv Nt
2
2
N 1 Nv d t f cb 1.2 1.2


高强度螺栓承压型连接
但当剪切面在螺纹处时 ，其受剪承载力设计值 应按螺纹处的有效 面积进行计算：
b NV nV
d e2
4
fVb
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 Ae f t
b t b
d
2 e
4
ft
b
式中：Ae--螺栓杆的有效截面面积；
F n
3、 高强度螺栓抗拉连接的工作性能
受拉前：预拉 力与接触面上 的挤压力相平 衡
高强度螺栓受拉
超张拉实验：当外拉力超过 P时，螺栓将发生松弛现 象，即栓杆中的预拉力减小，这对抗剪不利。
外拉力≤0.8P,无松弛现象 抗拉承载力设计值
N 0 .8 P
b t
高强度螺栓群的抗拉计算
（1）轴心力作用时
高强螺栓:分大六角头型和扭剪型两种。
P
高强度螺栓
(a)大六角头型；(b)扭剪型
（1）预拉力的控制方法
①扭矩法
使用一种能直接显示所施加扭矩大小的定扭扳手，上紧 螺栓分初拧和终拧两个阶段，初拧扭矩不得小于终拧扭矩的 30％。终拧扭矩由试验测定。 ②转角法 初拧后 , 用电动或风动扳手拧螺母 1/3 ～ 2/3 圈 , 终拧角 度与板叠厚度和螺栓直径等有关, 可测定。 ③扭断螺栓尾部法
同普通螺栓，只需用高强度螺栓承载力代替普通螺栓承载力。
1、轴心力作用 假定各螺栓受力均匀，故所需螺栓数： 对于摩擦型连接：
N
N
N n b Nv
构件净截面强度验算
高强度螺栓群轴心力作用下,为了防止板件被拉断尚应进行板 件的净截面验算.
1-1截面的内力为： 主板的危险截面为1-1截面。
N
+ + N+
N Ne N1 2 y1 N tb n yi （4）高强度螺栓群承受拉力、弯矩和剪力的共同作用
a) 高强度螺栓摩擦型连接 单个螺栓拉力应满足： 分开算，先受拉再受剪
N1 Ntb
单个螺栓抗剪承载力： Nv 0.9nf ( P 1.25Nt ) 螺栓群抗剪承载力：
V n0 (0.9nf P) 0.9nf (P 1.25Nt1 ) (P 1.25Nt2 )
表3.9 一个高强度螺栓的设计预拉力值（kN）
3) 高强度螺栓摩擦面抗滑移系数
与摩擦面的粗糙程度有关，即与构件接触面的处理 方法和钢号有关。
抗滑移系数值有随被连接构件接触面的压紧力减小 而降低的现象。
表3.10 摩擦面的抗滑移系数值
3.8.2 高强度螺栓摩擦型连接计算
（1）单个螺栓抗剪承载力设计值