1、高強(qiáng)螺栓的計(jì)算與選用,演講人：童林浪 所在部門：技術(shù)中心 2009.7.1,目錄,螺栓的分類 螺栓的組成 螺栓的計(jì)算 構(gòu)造要求 其它相關(guān)知識(shí),一、螺栓的分類：,1、分類 (1).按性能等級(jí)可分為：8.8、9.8、 10.9、12.9共4個(gè)性能等級(jí) (2).按現(xiàn)場(chǎng)安裝特點(diǎn)來(lái)分：扭剪型和大六角頭（扭剪型的只有10.9級(jí)） (3).按受力類型來(lái)分：摩擦型高強(qiáng)螺栓、承壓型高強(qiáng)螺栓,2、標(biāo)識(shí) 需在頭部頂面用凸字或凹字標(biāo)志，或在頭部側(cè)面用凹字標(biāo)志。包括性能等級(jí)、廠標(biāo)。碳鋼：強(qiáng)度等級(jí)標(biāo)記代號(hào)由“”隔開的兩部分?jǐn)?shù)字組成。標(biāo)記代號(hào)中“”前數(shù)字部分的含義表示公稱抗拉強(qiáng)度.如8.8級(jí)的“8”表示公稱抗拉強(qiáng)度800N

2、/MM2 的1/100標(biāo)記代號(hào)中“”和點(diǎn)后數(shù)字部分的含義表示屈強(qiáng)比為0.8，即公稱屈服點(diǎn)或公稱屈服強(qiáng)度與公稱抗拉強(qiáng)度之比。如8.8級(jí)產(chǎn)品的屈服點(diǎn)為640 N/mm2,10.9s扭剪型高強(qiáng)螺栓,10.9s大六角頭高強(qiáng)螺栓,一、螺栓的分類：,3、使用范圍： 摩擦型：幾乎適用于所有的連接 承壓型：不得適用于以下各種構(gòu)件的連接 直接承受動(dòng)力荷載的構(gòu)件連接 承受反復(fù)荷載的構(gòu)件連接 冷彎薄壁型鋼連接,一、螺栓的分類：,4、各類型下極限狀態(tài)原則： 摩擦型：在荷載設(shè)計(jì)值下，連接件之間產(chǎn)生相對(duì)滑移，作為其承載能力的極限狀態(tài)。 承壓型連接：在荷載設(shè)計(jì)值下，螺栓或連接件達(dá)到最大承載能力，作為其承載能力極限狀態(tài)；在荷

3、載標(biāo)準(zhǔn)值下，連接件長(zhǎng)生相對(duì)滑移，作為其正常的使用極限狀態(tài)。,一、螺栓的分類：,一、螺栓的分類：,5、高強(qiáng)螺栓的選用 考慮到在強(qiáng)震反復(fù)作用下，連接摩擦面可能會(huì)失效，這時(shí)候的抗剪承載力還是要取決于螺栓抗剪能力和板件承壓能力，因此抗震規(guī)范規(guī)定了高強(qiáng)度螺栓極限受剪的承載力計(jì)算公式。盡管承壓型在設(shè)計(jì)數(shù)值上占有優(yōu)勢(shì)，但由于其屬于剪壓破壞型式，螺栓孔為類似普通螺栓的孔隙型螺栓孔，在承受荷載作用時(shí)的變形遠(yuǎn)大于摩擦型，所以高強(qiáng)度螺栓承壓型主要用于非抗震構(gòu)件連接、非承受動(dòng)荷載構(gòu)件連接、非反復(fù)作用構(gòu)件連接。,高強(qiáng)度螺栓在生產(chǎn)上全稱叫高強(qiáng)度螺栓連接副，一般不簡(jiǎn)稱為高強(qiáng)螺栓。 大六角高強(qiáng)螺栓由一個(gè)大六角頭螺栓、一個(gè)螺母

4、、兩個(gè)墊圈組成。扭剪型高強(qiáng)螺栓有一個(gè)螺桿、一個(gè)螺母、一個(gè)墊圈組成。,二、螺栓的組成：,高強(qiáng)螺栓的材質(zhì)：,二、螺栓的構(gòu)造：,摩擦型高強(qiáng)螺栓計(jì)算： 抗剪連接中（承受垂直于螺栓桿軸方向的內(nèi)力），一個(gè)高強(qiáng)螺栓受剪承載力應(yīng)按下式計(jì)算：,k:系數(shù)，普通鋼結(jié)構(gòu)取0.9，冷彎薄壁型鋼區(qū)0.8 n:摩擦面數(shù)量 u：摩擦面抗滑移系數(shù) P:高強(qiáng)螺栓預(yù)拉力,三、螺栓的計(jì)算,延桿軸方向受拉時(shí)一個(gè)高強(qiáng)螺栓的受拉承載力按以下計(jì)算：,高強(qiáng)螺栓預(yù)拉力,三、螺栓的計(jì)算,高強(qiáng)螺栓在鉸接狀態(tài)下的計(jì)算： 1.典型的連接：,三、螺栓的計(jì)算,梁柱鉸接,梁梁鉸接,2.鉸接節(jié)點(diǎn)螺栓群的計(jì)算：,三、螺栓的計(jì)算,3.剛接節(jié)點(diǎn)螺栓群的計(jì)算： 彎剪作

5、用一,彎矩作用下的拉力：,剪力作用下所承受的剪力：,以上兩個(gè)條件共同滿足,三、螺栓的計(jì)算,彎剪作用二,三、螺栓的計(jì)算,在彎軸剪作用下,（當(dāng)yi/x13時(shí)）,三、螺栓的計(jì)算,承壓型高強(qiáng)螺栓的計(jì)算： 螺栓群的計(jì)算模式和摩擦型的相同，但單個(gè)螺栓的承載力不同。 1.單個(gè)螺栓承載力： 受剪承載力設(shè)計(jì)值： 承壓承載力設(shè)計(jì)值：,三、螺栓的計(jì)算,2.說(shuō)明： 承壓型高強(qiáng)螺栓在受剪時(shí)，應(yīng)取以上兩式中較小值。 在同時(shí)受剪和桿軸方向的拉力時(shí)應(yīng)符合以下要求。 在受剪或同時(shí)受剪和桿軸方向的拉力時(shí)，承載力設(shè)計(jì)值不大于摩擦型高強(qiáng)螺栓的1.3倍。,三、螺栓的計(jì)算,且,每個(gè)桿件接頭的一端高強(qiáng)螺栓不宜少于2個(gè)。 高強(qiáng)螺栓應(yīng)采用鉆孔

6、。,四、構(gòu)造要求,四、構(gòu)造要求,高強(qiáng)螺栓連接處的操作空間。,高強(qiáng)螺栓的孔距及邊距應(yīng)符合下表要求。,四、構(gòu)造要求,四、構(gòu)造要求,高強(qiáng)螺栓長(zhǎng)度的計(jì)算： L=L+L,普通螺栓 1. 普通螺栓分A、B、C三種。前兩種是精制螺栓，較少用。一般說(shuō)的普通螺栓，均指C級(jí)普通螺栓。2. 在一些臨時(shí)連接及需拆卸的連接中，常用到C級(jí)普通螺栓。建筑結(jié)構(gòu)常用的普通螺栓有M16、M20、M24。某些機(jī)械工業(yè)粗制螺栓直徑可能比較大，用途特殊。,五、其它相關(guān)知識(shí),高強(qiáng)螺栓 1.高強(qiáng)螺栓的材料與普通螺栓不同。高強(qiáng)螺栓一般用于永久連接。常用的有M16M30。超大規(guī)格的高強(qiáng)螺栓性能不穩(wěn)定，應(yīng)慎重使用。 2.建筑結(jié)構(gòu)的主構(gòu)件的螺栓連

7、接，一般均采用高強(qiáng)螺栓連接。 3.工廠出廠的高強(qiáng)螺栓并不分承壓型還是摩擦型。只是在設(shè)計(jì)方法上有區(qū)別。,五、其它相關(guān)知識(shí),4.摩擦型高強(qiáng)螺栓并不能充分發(fā)揮螺栓的潛能。在實(shí)際應(yīng)用中，對(duì)十分重要的結(jié)構(gòu)或承受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)，尤其是荷載引起反向應(yīng)力時(shí)，應(yīng)該用摩擦型高強(qiáng)螺拴，此時(shí)可把未發(fā)揮的螺栓潛能作為安全儲(chǔ)備。除此以外的地方應(yīng)采用承壓型高強(qiáng)螺栓連接以降低造價(jià)。 普通螺栓與高強(qiáng)螺栓區(qū)別 1.通螺栓可重復(fù)使用，高強(qiáng)螺栓不可重復(fù)使用。 2.高強(qiáng)螺栓一般由高強(qiáng)鋼材制成（45號(hào)鋼(8.8s),20MmTiB(10.9S)，是預(yù)應(yīng)力螺栓,摩擦型用扭矩扳手施加規(guī)定預(yù)應(yīng)力,承壓型擰掉梅花頭。普通螺栓一般由普通鋼材(Q235)制成，只需擰緊即可。,五、其它相關(guān)知識(shí),3.普通螺栓一般為4.4級(jí)、4.8級(jí)、5.6級(jí)和8.8級(jí)。高強(qiáng)螺栓一般為8.8級(jí)和10.9級(jí)，其中10.9級(jí)居多。 4.普通螺栓的螺孔不一定比高強(qiáng)螺栓大。實(shí)際上，普通螺栓螺孔比較小。普通螺栓A、B級(jí)螺孔一般只比螺栓大0.30.5mm。C級(jí)螺孔一般比螺栓大1.01.5mm。摩擦型高強(qiáng)螺栓靠摩擦力傳遞荷載，所以螺桿與螺孔之差可達(dá)1.52.0mm。承