1、3.8 高強(qiáng)度螺栓連接的 工作性能和計(jì)算,了解高強(qiáng)螺栓連接構(gòu)造,了解高強(qiáng)螺栓連接受力特點(diǎn),掌握高強(qiáng)螺栓連接計(jì)算,教學(xué)目與要求,高強(qiáng)度螺栓的工作性能和螺栓群的計(jì)算重點(diǎn),高強(qiáng)度螺栓連接的構(gòu)造和計(jì)算（2）難點(diǎn),教學(xué)內(nèi)容,當(dāng)連接板件過(guò)薄時(shí)，可能因承壓強(qiáng)度不足而破壞，需按下列公式計(jì)算螺栓的承壓承載力：,3.7 螺栓連接的工作性能和計(jì)算,螺桿受剪兼受拉破壞,栓孔：鉆成孔 按受力特征分類：摩擦型連接、承壓型連接和承受拉力的連接 級(jí)別：10.9級(jí)和8.8級(jí) 影響承載力的因素：栓桿預(yù)拉力、連接表面抗滑移系數(shù)和鋼材種類,3.8.1高強(qiáng)度螺栓連接的工作性能,高強(qiáng)度螺栓連接和普通螺栓連接的主要區(qū)別在于：高強(qiáng)度螺栓連接

2、除了材料強(qiáng)度高之外，而且在擰緊螺帽時(shí)，螺栓內(nèi)施加了很大的預(yù)拉力，連接件間的擠壓力就很大，因而接觸面的摩擦力就很大，這種預(yù)拉力和摩擦力對(duì)高強(qiáng)度螺栓傳遞外力的機(jī)制產(chǎn)生了很大的影響。,3.8 高強(qiáng)度螺栓連接的工作性能和計(jì)算,3.8.1.1. 高強(qiáng)度螺栓的預(yù)拉力 施加方法：扭矩法、轉(zhuǎn)角法和扭剪法 預(yù)拉力設(shè)計(jì)值： 高強(qiáng)度螺栓預(yù)拉力設(shè)計(jì)值按材料強(qiáng)度和螺栓有效截面積確定,上式中的幾個(gè)系數(shù)分別考慮了幾個(gè)影響因素 表3-8 一個(gè)高強(qiáng)度螺栓的預(yù)拉力設(shè)計(jì)值P（kN）取值時(shí)考慮：,3.8.1 高強(qiáng)度螺栓連接的工作性能,3.8.1.2.高強(qiáng)度螺栓連接的摩擦面抗滑移系數(shù) 試驗(yàn)研究表明，高強(qiáng)度螺栓連接的摩擦面抗滑移系數(shù)的大

3、小與構(gòu)件的種類和連接處構(gòu)件接觸面的處理方法有關(guān)。 高強(qiáng)度螺栓連接的摩擦面抗滑移系數(shù)的大小見表3-9 對(duì)于承壓型連接，只要求清除油污及浮銹 對(duì)于摩擦型連接，對(duì)摩擦面抗滑移系數(shù)有要求,3.8.1.3 高強(qiáng)度螺栓的抗剪連接的工作性能,1. 高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接,一個(gè)摩擦型高強(qiáng)度螺栓的抗剪承載力設(shè)計(jì)值為,式中 0.9抗力分項(xiàng)系數(shù)的倒數(shù)，即取0.9=1/R=1/1.111； nf傳力摩擦面數(shù)目，單剪時(shí)，nf=1；雙剪時(shí)，nf=2；四剪時(shí)，nv=4；見圖,2. 高強(qiáng)度螺栓承壓型連接,一個(gè)抗剪螺栓的設(shè)計(jì)承載能力計(jì)算,抗剪承載力設(shè)計(jì)值,承壓承載力設(shè)計(jì)值,一個(gè)抗剪螺栓的承載力設(shè)計(jì)值應(yīng)取上面兩式的較小值,當(dāng)剪切面

4、在螺紋處時(shí)，承壓型高強(qiáng)度螺栓的 抗剪承載力應(yīng)按螺紋處的有效截面面積計(jì)算,3.8.1.4 高強(qiáng)度螺栓抗拉連接的工作性能,一個(gè)摩擦型高強(qiáng)度螺栓的抗拉承載力設(shè)計(jì)值取為：,(3-55),3.8.1.5高強(qiáng)度螺栓同時(shí)受剪力和拉力的連接工作性能,1高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接,在外剪力和外拉力作用下，對(duì)于高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接來(lái)說(shuō)，外剪力由連接件摩擦面間的摩擦力來(lái)傳遞，螺栓僅承受外拉力。由高強(qiáng)度螺栓的抗拉工作性能可知，摩擦型連接高強(qiáng)度螺栓所承受的外拉力不能超過(guò)0.8P。,一個(gè)受外拉力作用的摩擦型連接高強(qiáng)度螺栓的抗剪承載力設(shè)計(jì)值為：,式中 Nt0.8P,規(guī)范規(guī)定的其承載力的另一種計(jì)算公式：,2. 高強(qiáng)度螺栓連接的摩擦

5、面抗滑移系數(shù)(表3.9) 對(duì)于承壓型連接，只要求清除油污及浮銹 對(duì)于摩擦型連接，對(duì)摩擦面抗滑移系數(shù)有要求 3. 高強(qiáng)度螺栓的排列 要求同普通螺栓，同樣要考慮連接長(zhǎng)度對(duì)承載力的不利影響。,1. 高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接,3.8.2 高強(qiáng)度螺栓的抗剪承載力設(shè)計(jì)值,2. 高強(qiáng)度螺栓承壓型連接 破壞狀態(tài)同普通螺栓，極限承載力由桿身抗剪和孔壁承壓決定，摩擦力只起延緩滑動(dòng)作用，計(jì)算方法和普通螺栓相同。,0.9抗力分項(xiàng)系數(shù)的倒數(shù)，即0.9=1/R=1/1.111； nf傳力摩擦面數(shù)目，單剪時(shí)，nf=1；雙剪時(shí)，nf=2；四剪時(shí)，nv=4；見圖3-7； P一個(gè)高強(qiáng)度螺栓的預(yù)拉力設(shè)計(jì)值，見表3-8； 摩擦面的抗滑移

6、系數(shù)，見表3-9。,1. 軸心力作用時(shí) 螺栓數(shù)：,3.8.3 高強(qiáng)度螺栓群的抗剪計(jì)算,對(duì)于承壓型連接Nbmin按式3-32和式3-33計(jì)算，取較小值，只是其中的fvb 、fcb要用高強(qiáng)度螺栓的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。當(dāng)剪切面在螺紋處時(shí)式3-32中的d改為de。,2. 扭矩作用時(shí)，及扭矩、剪力、軸心力共同作用時(shí) 螺栓群受扭矩T、剪力V和軸心力N共同作用的高強(qiáng)度螺栓連接的抗剪計(jì)算與普通螺栓相同，只是用高強(qiáng)度螺栓的承載力設(shè)計(jì)值。,1. 高強(qiáng)度螺栓的抗拉連接性能 規(guī)范規(guī)定每個(gè)摩擦型高強(qiáng)度螺栓的抗拉設(shè)計(jì)承載力不得大于0.8P，螺栓桿內(nèi)原預(yù)拉力基本不變。,3.8.5 高強(qiáng)度螺栓的抗拉連接,圖7-82 高強(qiáng)度螺栓受拉,

7、撬力的影響：限制抗拉承載力在0.8P以內(nèi),高強(qiáng)度螺栓拉力變化,2. 高強(qiáng)度螺栓抗拉連接計(jì)算 抗拉承載力： 軸心拉力的螺栓數(shù)： 彎矩作用時(shí),圖3-73 高強(qiáng)度螺栓受彎連接,承載力極限狀態(tài) 板不被拉開時(shí)，中和軸在螺栓群形心處； 板可被拉開時(shí)，與普通螺栓一樣，中和軸在最外排 受壓螺栓形心處。,1. 高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接 由于外拉力的作用，板件間的擠壓力降低 每個(gè)螺栓的抗剪承載力也隨之減少 抗滑移系數(shù)隨板件間的擠壓力的減小而降低,3.8.5同時(shí)受剪力和拉力的高強(qiáng)度螺栓連接計(jì)算,2. 高強(qiáng)度螺栓承壓型連接,當(dāng)發(fā)生螺桿受剪和受拉破壞時(shí)，應(yīng)按下式驗(yàn)算承載力：,當(dāng)螺桿與孔壁擠壓時(shí)，由于連接件較薄會(huì)發(fā)生孔壁擠壓破壞時(shí)，尚應(yīng)按下式驗(yàn)算承載力：,式中: Nv,Nt高強(qiáng)度螺栓所承受的剪力和拉力設(shè)計(jì)值； Nvb、Ncb 、Ntb單個(gè)高強(qiáng)度螺栓的抗剪、承壓、抗拉承載力設(shè)計(jì)值.,3.7 螺栓連接的工作性能和計(jì)算,螺栓群在扭矩、剪力、軸心力作用下的抗剪計(jì)算,在剪力V和軸心力N作用下，螺栓均勻受力：,在扭矩作用下，螺栓1受力：,則螺栓1承受的最大剪力N1應(yīng)滿足：,支托僅起安裝作用：螺栓群承受彎矩M和剪力V,螺栓不發(fā)生拉剪破壞,板不發(fā)生承壓破壞,式中 Nv，Nt 一個(gè)螺栓承受的剪力和拉力設(shè)計(jì)值Nvb，Ntb 一個(gè)螺栓的承剪和抗拉承載力設(shè)計(jì)值。,支托承受剪力：螺栓群只承受