第3章 连接3——高强螺栓

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1、 3.2.1 对接焊缝的构造和计算对接焊缝的构造和计算 3.2.2 角焊缝的构造和计算角焊缝的构造和计算 3.2.3 普通螺栓连接的受力性能和计算普通螺栓连接的受力性能和计算 3.2.4 高强度螺栓连接的受力性能和计算高强度螺栓连接的受力性能和计算本章重点3.2.4 高强度螺栓连接的受力性能和计算高强度螺栓连接的受力性能和计算 3.2.4.3 高强螺栓高强螺栓承压型承压型连接承载力计算连接承载力计算3.2.4.2 高强螺栓高强螺栓摩擦型摩擦型连接承载力计算连接承载力计算 3.2.4.4 高强螺栓群的计算高强螺栓群的计算 3.2.4.1 高强螺栓连接的工作性能和构造要求高强螺栓连接的工作性能和构

2、造要求高强螺栓类型高强螺栓类型传力特征传力特征承载能力承载能力极限状态极限状态性能等级性能等级摩擦型连接摩擦型连接依靠被连接板件依靠被连接板件之间的摩擦力传之间的摩擦力传递剪力递剪力剪力剪力= =摩擦摩擦力力8.88.8级级/ / 10.910.9级级承压型连接承压型连接 1 1 剪力超过摩擦剪力超过摩擦力后，板件间发力后，板件间发生相互滑移，栓生相互滑移，栓杆与孔壁接触：杆与孔壁接触：受剪受剪 受压受压2 2 最终剪力由栓最终剪力由栓杆承受杆承受螺栓或钢螺栓或钢板破坏板破坏8.88.8级级/ / 10.910.9级级mmdd0 . 25 . 10mmdd5 . 10 . 103.2.4 高强

3、度螺栓连接的受力性能和计算高强度螺栓连接的受力性能和计算3.2.4.1 高强螺栓连接高强螺栓连接的的工作性能和构造要求工作性能和构造要求 受剪螺栓、受拉螺栓、拉剪螺栓受剪螺栓、受拉螺栓、拉剪螺栓 由摩擦阻力传递剪力，由摩擦阻力传递剪力， 摩擦型高强度螺栓：摩擦型高强度螺栓：主要用于直接主要用于直接承受承受动力荷载动力荷载的结构。的结构。当剪力当剪力=摩擦阻力时为承载能力的极限状态，摩擦阻力时为承载能力的极限状态，3.2.4 高强度螺栓连接的受力性能和计算高强度螺栓连接的受力性能和计算3.2.4.1 高强螺栓连接高强螺栓连接的的工作性能和构造要求工作性能和构造要求 主要用于承受静力荷载或间接承受

4、动力荷载的结构主要用于承受静力荷载或间接承受动力荷载的结构。 剪力超过摩擦力时剪力超过摩擦力时 受剪螺栓、受拉螺栓、拉剪螺栓受剪螺栓、受拉螺栓、拉剪螺栓 承压型高强度螺栓：承压型高强度螺栓：正常使用的极限状态（不滑移）正常使用的极限状态（不滑移） 承载能力的极限状态（螺栓或钢板破坏）承载能力的极限状态（螺栓或钢板破坏）螺栓杆受剪、孔壁承压螺栓杆受剪、孔壁承压滑移滑移3.2.4 高强度螺栓连接的受力性能和计算高强度螺栓连接的受力性能和计算3.2.4.1 高强螺栓连接高强螺栓连接的的工作性能和构造要求工作性能和构造要求0-10-1段：摩擦传力弹性阶段，段：摩擦传力弹性阶段，普通螺栓忽略普通螺栓忽略

5、1-21-2段：滑移阶段段：滑移阶段2-32-3段：栓杆传力弹性阶段段：栓杆传力弹性阶段3-43-4段：弹塑性阶段段：弹塑性阶段摩擦型承压型3.2.4 高强度螺栓连接的受力性能和计算高强度螺栓连接的受力性能和计算3.2.4.1 高强螺栓连接高强螺栓连接的的工作性能和构造要求工作性能和构造要求1、高强螺栓的抗剪性能高强螺栓的抗剪性能撬力撬力Q Q大约在大约在N Nt t0.50.5P P时开始出现，起时开始出现，起初增加缓慢以后逐渐加快，到临近破初增加缓慢以后逐渐加快，到临近破坏时因螺栓开始屈服而有所下降坏时因螺栓开始屈服而有所下降 撬力影响撬力影响当外拉力当外拉力N Nt t0.50.5P P

6、时，不出现撬力时，不出现撬力3.2.4 高强度螺栓连接的受力性能和计算高强度螺栓连接的受力性能和计算3.2.4.1 高强螺栓连接高强螺栓连接的的工作性能和构造要求工作性能和构造要求2、高强螺栓的抗拉性能高强螺栓的抗拉性能使使N N0.50.5P P翼缘厚度不小翼缘厚度不小于于2 2倍螺栓直径倍螺栓直径设加劲肋设加劲肋3.2.4 高强度螺栓连接的受力性能和计算高强度螺栓连接的受力性能和计算3.2.4.1 高强螺栓连接高强螺栓连接的的工作性能和构造要求工作性能和构造要求消除撬力的措施：消除撬力的措施：2、高强螺栓的抗拉性能高强螺栓的抗拉性能当加于螺杆上的外拉力当加于螺杆上的外拉力N Nt t小于预

7、拉力小于预拉力P P的的80%80%时，时，可认为螺杆的预拉力不变。可认为螺杆的预拉力不变。l l (3)扭剪法扭剪法: 扭断螺栓梅花头切口处截面来控制预拉扭断螺栓梅花头切口处截面来控制预拉力数值力数值. 1） 施加预拉力的方法施加预拉力的方法:(1)扭距法扭距法: T=KdP K: 扭矩系数扭矩系数; d: 螺栓直径螺栓直径; P: 螺栓预拉力螺栓预拉力 (2)转角法转角法: 初拧和终拧初拧和终拧; 拧至预定角度值拧至预定角度值3.2.4 高强度螺栓连接的受力性能和计算高强度螺栓连接的受力性能和计算3.2.4.1 高强螺栓连接高强螺栓连接的的工作性能和构造要求工作性能和构造要求3、高强螺栓预

8、拉力高强螺栓预拉力P的施加的施加 2） 预拉力值的确定预拉力值的确定:3.2.4 高强度螺栓连接的受力性能和计算高强度螺栓连接的受力性能和计算3.2.4.1 高强螺栓连接高强螺栓连接的的工作性能和构造要求工作性能和构造要求3、高强螺栓预拉力高强螺栓预拉力P的施加的施加系数系数1.21.2为考虑拧紧扭矩对螺杆的不利影响；为考虑拧紧扭矩对螺杆的不利影响；三个三个0.90.9分别为超张拉系数、螺栓材质不稳定分别为超张拉系数、螺栓材质不稳定系数和系数和f fu u和和f fy y的差异系数。的差异系数。uefAP2 . 19 . 09 . 09 . 0 3） 高强度螺栓摩擦面抗滑移系数高强度螺栓摩擦面

9、抗滑移系数:3.2.4 高强度螺栓连接的受力性能和计算高强度螺栓连接的受力性能和计算3.2.4.1 高强螺栓连接高强螺栓连接的的工作性能和构造要求工作性能和构造要求3、高强螺栓预拉力高强螺栓预拉力P的施加的施加 其大小与连接处接触面的处理方法和构件其大小与连接处接触面的处理方法和构件的钢号有关。具体数值可查表的钢号有关。具体数值可查表3-63-6 4） 其它构造要求其它构造要求:3.2.4 高强度螺栓连接的受力性能和计算高强度螺栓连接的受力性能和计算3.2.4.1 高强螺栓连接高强螺栓连接的的工作性能和构造要求工作性能和构造要求3、高强螺栓预拉力、高强螺栓预拉力P的施加的施加高强螺栓连接于普通

10、螺栓的排列布置要求相同高强螺栓连接于普通螺栓的排列布置要求相同型钢构件拼接采用高强螺栓时，拼接件宜采用钢型钢构件拼接采用高强螺栓时，拼接件宜采用钢板，以保证连接部分紧密贴合，保证预拉力的建立板，以保证连接部分紧密贴合，保证预拉力的建立在高强度螺栓连接范围内，构件接触面的处理方在高强度螺栓连接范围内，构件接触面的处理方法应在施工图中说明法应在施工图中说明P P一个高强度螺栓预拉力，表一个高强度螺栓预拉力，表3-53-5。PnNfbV9.01 1、受剪连接、受剪连接式中：式中：n nf f 一个螺栓的传力摩擦面数目；一个螺栓的传力摩擦面数目；摩擦面的抗滑移系数，表摩擦面的抗滑移系数，表3-63-6

11、；一个一个抗剪抗剪摩擦型高强度螺栓承载力设计值摩擦型高强度螺栓承载力设计值3.2.4 高强度螺栓连接的受力性能和计算高强度螺栓连接的受力性能和计算3.2.4.2 高强螺栓摩擦型连接承载力计算高强螺栓摩擦型连接承载力计算试验表明，低温对摩擦型高强螺栓抗剪承载力无明试验表明，低温对摩擦型高强螺栓抗剪承载力无明显影响。显影响。当：当：t=100-150t=100-150时，承载力设计值降低时，承载力设计值降低10%10%考虑预考虑预拉力温度损失拉力温度损失t150t150时，采取隔热措施时，采取隔热措施3.2.4 高强度螺栓连接的受力性能和计算高强度螺栓连接的受力性能和计算3.2.4.2 高强螺栓摩