高強度螺栓連接的構(gòu)造和計算

t第三章連t§3-6

高強度螺栓連接的構(gòu)造和計算3.6.1強螺連的作能和造求一高度栓接工性能1、高強度螺的抗剪性由圖3.5.2中以看出，由高強度螺連接有較的預拉力從而使被連板疊中有很大的預壓力當連接受時，主要依摩擦力傳的高強度栓連接的抗剪承載力可達到1點通過1點后，連接生了滑解當栓桿與孔壁接觸后，連又可繼續(xù)載直到破。如果連接的承載力只用到1點即為高強螺栓摩擦連接；如連接的承載力用到4點，即為高度螺栓承型連接。2、高強度螺的抗拉性高強度螺栓承受外拉前桿中已有很高的預拉力P之間則壓力C與C維持平3.6.1a當對螺栓施外拉力Nt，則栓桿板層之間的壓力未完全消失前被拉，此時螺中拉力增為ΔP，同時把緊的板件拉松，壓力減少ΔC（3.6.1b）。計算表明，加于螺桿的外拉力Nt為預拉P的80%時螺桿內(nèi)的拉增加很少因此可認此時螺桿的預拉力基本不。同時由驗得知，外加拉力大于螺桿的預拉力時荷螺桿中的拉力會變，即生松弛現(xiàn)象。但當外加拉小于螺桿拉力的80%時，即松弛現(xiàn)象生。也就說，被連板件接觸面間仍能保持一定的壓緊力，可以假整個板面終處于緊接觸狀態(tài)。但上述取值沒有考慮杠作用而引的撬力影。實際上種杠桿作用存在于所螺栓的抗連接中。究表明，當外拉力N≤0.5P時不出現(xiàn)撬，如圖3.6.2所示，撬力大約在N達到0.5P時始出現(xiàn)起初增加緩慢，以后逐漸加快，到臨近破壞時螺栓開始服而又有下降。

由于撬力Q的在，外力的極限值Nu下降到N'。因此如果在設(shè)計不計算撬，應N≤0.5P；或者增大T形連件翼緣板的剛度。分析明，當翼板的厚度1不小2倍螺栓徑時，螺栓中可完全不產(chǎn)生撬力。實際上很難足這一條，可采用3.5.7所示的加肋代替。在直接承受力荷載的構(gòu)中，由高強度螺栓連接受拉時的疲勞強度低，每個強度螺栓外拉力不超過0.5P當需考慮撬力影響時，外拉力還得降低。二、高強度栓連接的造要求1、高強度螺預拉力的立方法為了保證通摩擦力傳剪力，高度螺栓的預拉力P的準確控制常重要。針對不同類型的高強度螺，其預拉力的建立法不盡相。（）大六頭螺栓的預拉力控制方有：①力矩法一般采用指式扭力（力）扳手或預置式扭力（定力）扳。目前用多的是電扭矩扳手力矩法是通過控擰緊力矩實現(xiàn)控制拉力緊力可由試驗確定使施工控制的預力為設(shè)計拉力的1.1倍。當采用電動矩搬手時所需要的工扭矩T為：為了克服板和墊圈等變形，基消除板件之間的間隙，使擰緊力矩數(shù)有較好線性度，而提高施控制預拉力值的確度，在裝大六角高強度螺栓時，應先按擰緊力矩的50%進初擰，然后100%擰力矩進行終擰。對于型節(jié)點在擰之后，應按初擰力矩進行復擰，然后再行擰。力矩法的優(yōu)是較簡單易實施、用少，但由于連接件和被連接件的面和擰緊度的差異測得的預力值誤差大且分，一般誤為±25%。②轉(zhuǎn)角法先用普通扳進行初擰使被連接板件相互緊密貼合，再以擰位置為點，按終角度，用扳手或風動扳手轉(zhuǎn)螺母，至該角度時，螺栓的拉力即達到施工控制預力。（）扭剪高強度螺栓是我國60年開始研，年制訂出標準的新型連接件之一。它有強度高安裝簡單和質(zhì)量于保證、以單面擰、對操作人員沒有特殊要求等優(yōu)點扭剪型高度螺栓如3.1.9(b)所示，螺頭為盤頭，紋段端部一個承受緊反力矩的十二角體和一個能在規(guī)力矩下剪的斷頸槽扭剪型高強螺栓連接的安裝需特制的電動扳手，該扳手有兩個套，一個套螺母六角上；另一套在螺栓的十二體上。擰時，對螺施加順時針力矩，對螺栓十二角體加大小相的逆時針矩，使螺斷頸部分承受扭剪，初擰力矩擰緊力矩，復擰矩等于初力矩，終擰至斷頸剪斷為止，安裝束，相應安裝力矩即為擰力矩。安后一般不卸。2、預拉力值確定高強度螺栓預拉力設(shè)值P由下式算得到：

式（3.6.2）的系數(shù)考了以下幾個因素：①擰緊螺帽螺栓同時到由預拉引起的拉應力和由螺紋力矩引起的轉(zhuǎn)剪應力用。折算力為：根據(jù)試驗分，系數(shù)在職1.15~1.25之，取平均為。式（3.6.2）中分的既為考擰緊螺栓時扭矩對螺桿的不影響系數(shù)②為了彌補工時高強螺栓預拉的松馳損失，在確定施工控制預拉時，考慮預拉力設(shè)值的的張拉，故式3.6.2）右端子應考慮張拉系數(shù)0.9。③考慮螺栓質(zhì)的不定系數(shù)0.9再考慮用u而不是fy作為準值的系數(shù)0.9。各種規(guī)格高度螺栓預力的取值表3.6.1和3.6.2。3、高強度螺摩擦面抗移系數(shù)高強度螺栓擦面抗滑系數(shù)的大與連接處構(gòu)件接觸面的處理方法和件的鋼號關(guān)。試驗明，此系值有隨連接構(gòu)件觸面間的緊力減小降低的現(xiàn)象，故與物理學中的摩擦數(shù)有區(qū)別我國規(guī)范推采用的接面處理方有：噴砂、噴砂后涂無機富鋅漆、砂后生赤和鋼絲刷除浮銹或干凈軋制表面不作處等，各種理方法相的值詳見表3.6.3和3.6.4。由于冷彎薄型鋼構(gòu)件壁較薄，抗滑移系數(shù)均較普通鋼結(jié)構(gòu)的有所低。鋼材表面經(jīng)砂除銹后表面看來滑平整，實際上金屬表面尚存在著觀的凹凸平，高強螺栓連接很高

的壓緊力作下，被連構(gòu)件表面互嚙合，鋼材強度和硬度愈高，要這種嚙合面產(chǎn)生滑的力就愈，因此，μ值與種有關(guān)。試驗證明，擦面涂紅后μ，即使經(jīng)處后仍然很，故嚴禁在摩擦面上涂刷紅丹。另，連接在濕或淋雨條件拼裝，也降低μ值，故應采取有措施保證連接處表面的燥。4、其他構(gòu)造求高強度螺栓接除需滿與普通螺連接相同之排列布置要求外，尚須意以下二：（）當型構(gòu)件拼接采用高強度螺連接時，拼接件宜用鋼板。以使被連接部分能緊密貼合，保證預力的建立。（）在高度螺栓連接范圍內(nèi)，構(gòu)接觸面的理方法應施工圖中說明。3.6.2高度栓擦連接算1、受剪連接載力摩擦型連接承載力取于構(gòu)件接面的摩擦力，而此摩擦力的大小與栓所受預力和摩擦的抗滑移數(shù)以及連接的傳摩擦面數(shù)關(guān)。因此一個摩型連接高強度螺栓的受剪承力設(shè)計值：試驗證明，溫對摩擦高強度螺抗剪承載力無明顯影響，但當溫度t=100~150℃，螺栓的預拉力將產(chǎn)生溫度損失故應將摩型高強度栓的抗剪承載力設(shè)計值降低10%；t＞150℃時應采取隔措施，以連接溫度在150℃或100℃下。2、受拉連接載力如前所述，提高強度栓連接在受拉力作用時，能使被連接扳間保一定的壓力，規(guī)范定在桿軸向承受拉力的高度螺栓摩連接中，個高強度螺栓受拉承載力設(shè)計值為3、同時承受力和拉力接的承載如前所述，螺栓所受拉力時，雖螺桿中的預拉力P基本不變但板層間力將減少到P-Nt。試驗研究明，這時接面的抗滑系數(shù)值也有降低，而隨Nt

的增大而減，試驗結(jié)表明，外剪力N

和拉力N與高強螺栓受拉、受承載力設(shè)值之間具有線性相關(guān)關(guān)系，故規(guī)范定，當高度螺栓摩型連接同承受摩擦面間的剪力螺栓桿軸向的外拉時，其承載力應按下式計算：3.6.3高度栓壓連接算1、受剪連接載力高強度螺栓壓型連接計算方法普通螺栓連接相同，仍可用式（3.5.1和式3.5.2）計算個螺栓的抗剪承載力設(shè)計，只是應用承壓型接高強度螺栓的強度設(shè)計值。當剪面在螺紋時，承壓連接高強螺栓的抗剪承載力應螺紋處的效截面計。但對于普通螺栓，其抗剪強度設(shè)值是根據(jù)接的試驗據(jù)統(tǒng)計而的，試驗

時不分剪切是否在螺處，故計抗剪強度設(shè)計值時用公稱直徑。2、受拉連接載力的計算公式普通螺栓同，只是拉強度設(shè)計值不同。3、同時承受力和拉力接的承載同時承受剪和桿軸方拉力的承型連接高強度螺栓的計算方法與普螺栓相同即：由于在剪應單獨作用高強度螺對板層間產(chǎn)生強大壓緊力當板層的摩擦力克服螺桿與孔接觸時，板件孔前區(qū)成三向應場，因而壓型連接高強度螺栓的承壓強度比通螺栓高多，兩者差約50%。當壓型連接高強螺栓受有軸拉力時板層間的壓緊力隨外拉力的增加而小，因而承壓強度計值也隨降低。為了計算簡便我國現(xiàn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計范規(guī)定，只要有外拉力存在，就將壓強度除1.2予降低，而考慮承壓強度設(shè)計值變幅度隨外力大小而化這一因素因為所高強度螺栓外拉力一均不大于0.8P此時可為整個板層間始處于緊密觸狀態(tài)，用統(tǒng)一除以1.2的做法來降承壓強度，一般能保證安全。強螺群計一高度栓受1、軸心受剪此時，高強螺栓連接需螺栓數(shù)應由下式確定：2、高強度螺群的非軸受剪高強度螺栓在扭矩或矩、剪力同作用時的抗剪計算方法與普通螺群相同，應采用高度螺栓承力設(shè)計值進行計。二高度栓受1、軸心受拉高強度螺栓連接所需栓數(shù)目：2、高強度螺群受彎矩用

高強度螺栓摩擦型和壓型）的拉力總是小于預拉力，在連接受彎矩而使螺沿栓桿方受力時，連接構(gòu)件的接觸一直保持密貼合；此，可認為中和軸在螺栓群的形心上（圖3.6.3），外排螺栓受最大。最大拉力及其算式為：3、高強度螺群偏心受由于高強度栓偏心受時螺拉的大拉力不得超過0.8P能夠保證板之間始終保持緊密貼合端板不拉開，故摩擦連接高強螺栓和承型連接高強度螺栓均可按普通螺栓偏心受拉算，即：三、高強度栓群承受力、彎矩剪力的共同作用1、摩擦型連的計算圖3.6.4所示為摩擦連接高強度栓承受拉、彎矩和力共同作用時的情況。由于螺栓連接板層間的緊力和接觸面的滑移系數(shù)隨外拉力增加而減小。已知摩擦型連接高強螺栓承受力和拉力合作用時螺栓的承載力設(shè)計值符合相關(guān)程：即公式（）和