1、高強(qiáng)度螺栓預(yù)緊力和擰緊力矩比較分析在鋼結(jié)構(gòu)連接中經(jīng)常使用高強(qiáng)度螺栓。高強(qiáng)度螺栓連接對(duì)于防止松動(dòng) 有良好的可靠性，尤其用于連接動(dòng)載荷的構(gòu)件。在高強(qiáng)度螺栓連接中，預(yù) 緊力和擰緊力矩是一個(gè)很重要的參數(shù)。下面就高強(qiáng)度螺栓的預(yù)緊力及擰緊 力矩進(jìn)行探討，以期得到合理的結(jié)果，在今后的設(shè)計(jì)中應(yīng)用。1預(yù)緊力大小的確定高強(qiáng)度螺栓預(yù)緊力的大小跟螺栓的材料及其橫截面面積有關(guān)。所用材 料需要經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理以提高其機(jī)械性能，滿足使用要求。國(guó)內(nèi)高強(qiáng)度螺栓 的材料一般為45鋼、40B鋼及40Cr鋼。45鋼用作8.8級(jí)的螺栓，40B鋼及40Cr鋼用作10.9級(jí)的螺栓。預(yù)緊力大小由下式計(jì)算:P=0.6。F(1-1)式中。，一高強(qiáng)度

2、螺栓材料經(jīng)熱處理后的抗拉強(qiáng)度限，F(xiàn).一螺栓的計(jì)算面積(按內(nèi)螺紋直徑計(jì)算)，按下表取。高強(qiáng)度螺栓的螺紋內(nèi)徑和計(jì)算面積F.螺栓公 稱直徑M16M18M20M22螺紋的內(nèi)徑(mm)13.83515.29417.29419.294計(jì)算面積(mm 2)149182235292M2420.732337.52擰緊力矩的計(jì)算擰緊力矩是為了使螺栓產(chǎn)生預(yù)緊力，其大小由預(yù)緊力確定。擰緊力矩由下式計(jì)算:M =0.19Pd (kg - m)(2-1)式中P一高強(qiáng)度螺栓需要的預(yù)緊力(t)；d一高強(qiáng)度螺栓的公稱直徑（mm）。3下面就國(guó)內(nèi)外高強(qiáng)度螺栓，根據(jù)它們的材料的機(jī)械性能計(jì)算其預(yù)緊 力和擰緊力矩，并進(jìn)行比較和分析，從中找

3、到適合我們應(yīng)用的預(yù)緊力和擰 緊力矩。（1）根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（機(jī)械工業(yè)出版社）材料：45鋼，8.8級(jí)；40B鋼，10.9級(jí)抗拉強(qiáng)度限：45 鋼，850kN/mm2 ； 40B 鋼，1550kN/mm2。計(jì)算結(jié)果如下表所示。預(yù)緊力F （kN）及扭緊力矩七（Nm）螺紋直徑螺栓的性能等級(jí)直徑dmm螺距P mm8.810.9F (kN)M (N- m)F (kN)M (N-m)M202.5120456160608M223150627200836M243.51757982301048（2）根據(jù)起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)（遼寧人民出版社）材料：45鋼，8.8級(jí)；40B鋼，10.9級(jí)抗拉強(qiáng)度限：45 鋼，850kN/mm

4、2 ； 40B 鋼，1550kN/mm2。計(jì)算結(jié)果如下：預(yù)緊力F （kN）及扭緊力矩七（Nm）螺紋直徑螺栓的性能等級(jí)直徑dmm螺距P mm8.810.9F (kN)M (N- m)F (kN)M (N-m)M16275228105320M182.595325125428M202.5120456160608M223150627200836M243.51757982301048（3） 根據(jù) ISO5049-1： 1994材料：40B鋼,40Cr螺栓金屬材料的屈服極限R =900N/mm2 （10.9級(jí)）預(yù)緊應(yīng)力按下式計(jì)算：b =0.7 R（3-1）預(yù)緊力按下式計(jì)算：F：。F A式中A 螺栓的計(jì)算面

5、積（按螺栓內(nèi)徑計(jì)算）正常情況下螺栓以F二bf A進(jìn)行預(yù)緊。允許附加力N按下式計(jì)算：N =0.12R02 x A（3-2）a V X式中R 一螺栓金屬材料的屈服極限 p 0.2v 一為不同載荷情況時(shí)的安全系數(shù)（v 1=1.5, v 2=1.33,v 2=1.2）e依據(jù)比值i /d基礎(chǔ)上的延伸系數(shù)（J 一螺栓的緊固長(zhǎng)度， d一螺栓的直徑）延伸系數(shù)ei g緊固長(zhǎng)度l /d0.51.01.52.02.53.03.54.0e0.430.420.400.380.360.330.320.30l /d4.55.05.56.06.57.07.5e0.290.270.260.250.240.220.21A 螺栓的

6、計(jì)算面積(按螺栓內(nèi)徑計(jì)算)計(jì)算結(jié)果如下：預(yù)緊力F (kN)及扭緊力矩七(Nm)螺紋直徑螺栓的性能等級(jí)直徑dmm螺距P mm8.810.9F (kN)M (N- m)F (kN)M (N-m)M121.754510353.3126M1627021399310M202.5110418155610M2431557072221050M273.525014252901540(4)根據(jù)散貨連續(xù)裝卸機(jī)械設(shè)計(jì)規(guī)范歐洲機(jī)械聯(lián)合會(huì)材料：40B鋼,40Cr金屬材料的屈服極限。e(0.2) =900 N/mm2 (10.9級(jí))計(jì)算結(jié)果如下：預(yù)緊力F (kN)及扭緊力矩M a (Nm)螺紋直徑螺栓的性能等級(jí)直徑dmm螺

7、距P mm10.9F (kN)M (N-m)M121.7553.3126M16299310M202.5155610M2432221050(5) 根據(jù) ISO5049/1-1980材料：40B鋼,40Cr材料的屈服極限：R 02=900N/mm2(10.9級(jí))R 02 金屬材料的屈服極限預(yù)緊應(yīng)力按下式計(jì)算：G F=0.7R(3-3)預(yù)緊力按下式計(jì)算：F：。F A式中A 一螺栓的計(jì)算面積(按螺栓內(nèi)徑計(jì)算)允許附加力N 按下式計(jì)算：N =0.12R02 x A(3-4)a V X式中R 一螺栓金屬材料的屈服極限 p 0.2v 不同載荷情況時(shí)載荷的安全系數(shù)(v 1=1.5, v 2=1.33,v 2=

8、1.2)一比值l /d的基礎(chǔ)上的安全系數(shù)(l為螺栓的緊固長(zhǎng)度，d為螺栓直徑)延伸系數(shù)少l &緊固長(zhǎng)度l /dg0.51.01.52.02.53.03.54.0e0.430.420.400.380.360.330.320.30l /d4.55.05.56.06.57.07.5e0.290.270.260.250.240.220.21預(yù)緊力F V啊及扭緊力矩、(N.m)螺紋直徑螺栓的性能等級(jí)直徑dmm螺距P mm10.9F (kN)M (N-m)M121.7553.3126M16299310M202.5155610M2432221050螺栓金屬材料的屈服極限：a e （0.2） =900 N/mm2 （10.9級(jí)）通過對(duì)以上行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)比分析，根據(jù)計(jì)算的數(shù)據(jù)的比較，從中可 以找到一些規(guī)律和高強(qiáng)度螺栓的預(yù)緊力和擰緊力矩的較為合理的數(shù)據(jù)。