【正文】 A f N? ? ? ? ? ?單個(gè)螺栓的抗拉承載力設(shè)計(jì)值 滿(mǎn)足要求 . 大小偏心判別 ??? 21m i n // iyN eynNN普通螺栓群偏心受拉 根據(jù)偏心距的大小可能出現(xiàn)小偏心受拉和大偏心受拉 . 圖 螺栓群偏心受拉 ⑴ 、小偏心受拉 ⑵ 、大偏心受拉 ?? )/( 12 nyye i?? )/( 12 nyye i1m a x 2iMyNNny????1m a x 2iMyNy???tm a x bNN?tm a x bNN?[例 ] 設(shè)圖 ，豎向力由承托承受。螺栓為 C級(jí)，只承受偏心拉力。設(shè) N=250kN， e=100mm。螺栓布置如圖 (a)所示。 圖 例 、例 螺栓有效截面的核心距： 即偏心力作用在核心距以?xún)?nèi)，屬小偏心受拉 [圖 (c)]. ? ?kNyyeNnNNi2 5 01 5 05042 5 01 0 02 5 0122 5 0222121?????????????[解 ]： 2 2 2 214 ( 5 0 1 5 0 2 5 0 ) 1 1 6 . 7 m m 1 0 0m m1 2 2 5 0iy eny?? ? ? ?? ? ? ? ??b 3 2e 1 t/ 3 8 . 7 1 0 / 1 7 0 2 2 8 m mA N f? ? ? ?需要的有效面積 ： 采用 M20螺栓 : 2e 2 4 5 m mA ?[例 ] 同例 ，但取 e＝ 200mm。 由于 e＝ 200mm117mm，應(yīng)按大偏心受拉計(jì)算螺栓的最大拉力。假設(shè)螺栓直徑為 M22( Ae=303mm2),并假定中和軸在上面第一排螺栓處，則以下螺栓均為受拉螺栓 [圖(d)]. ? ?? ? kNyyNeNi 0 02 0 03 0 04 0 05 0 02 5 0 02 5 02 0 02 5 039。 39。39。 22222211 ?????? ????? ?需要的螺栓有效面積： 223 mmmmA e ????[解 ] 122??????????????????bVVbttNNNNbcV NN ?承壓承載力 nVNV ? 普通螺栓受剪力和拉力的聯(lián)合作用 圖 螺栓群受剪力和拉力聯(lián)合作用 [例 ]設(shè)圖 ，剪力 V=250kN，e=120mm，螺栓為 C級(jí)，梁端豎板下有承托。鋼材為 Q235B，手工焊，焊條 E43型，試按考慮承托傳遞全部剪力 V以及不承受剪力 V兩種情況設(shè)計(jì)此連接。 圖 例 承托傳遞全部剪力 V, 螺栓群受彎矩作用 設(shè)螺栓為 M20（ Ae=245mm2）， n=8 （ 1）單個(gè)螺栓抗拉承載力 （ 2）單個(gè)螺栓最大拉力 （ 3）承托焊縫驗(yàn)算 hf =10mm [解 ]： 2 5 0 k NV ? 2 5 0 0 . 1 2 3 0 k N mM V e? ? ? ? ?bbt e t 2 4 5 1 7 0 4 1 . 7 k NN A f? ? ? ?3b11t2 2 2 2 23 0 1 0 4 0 0 2 0k N 4 1 . 7 k N2 ( 1 0 0 2 0 0 3 0 0 4 0 0 )t iMyN y Nmy??? ? ? ? ?? ? ? ? ?32few1 . 3 5 1 . 3 5 2 5 0 1 0 1 5 0 . 7 N / m m2 0 . 7 1 0 ( 1 8 0 2 1 0 )Vhl???? ? ?? ? ? ? ? ?w2f 1 6 0 N / m mf??（ 2）一個(gè)螺栓受力 （ 1）一個(gè)螺栓承載力 不考慮承托傳遞剪力 V （ 3）剪力和拉力聯(lián)合作用下 22bbv v v 4 201 14 0 44 .0 kN44dN n f? ?? ? ? ? ?bbcc 2 0 2 0 3 0 5 1 2 2 k NN d t f? ? ? ? ? ? ?bt 4 1 . 7 k NN ?t 2 0 k NN ? bvc 250 2 5 k N 1 2 2 k N10VNNn? ? ? ? ?22 22v t tbbvt20250 . 7 4 4 14 4 . 0 4 1 . 7NNNN? ? ? ? ????? ? ? ? ?? ? ? ? ?? ???? ??? ? ? ?摩擦型： 只靠摩擦阻力傳力 ,以剪力達(dá)到接觸面的摩擦力作為 承載力極限狀態(tài) —— 設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 （ 0～ 1） 承壓型： 以作用剪力達(dá)到栓桿抗剪或孔壁承壓破壞為承載力 極限狀態(tài) —— 設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 （ 0～ 4） 高強(qiáng)度螺栓連接的工作性能和計(jì)算 圖 單個(gè)螺栓抗剪試驗(yàn)結(jié)果 高強(qiáng)度螺栓 普通螺栓 高強(qiáng)度螺栓連接的工作性能 N 高強(qiáng)螺栓 :分大六角頭型和扭剪型兩種。 P 高強(qiáng)度螺栓的預(yù)拉力 圖 高強(qiáng)度螺栓 (a)大六角頭型； (b)扭剪型 ① 扭矩法 使用一種能直接顯示所施加扭矩大小的定扭扳手 ， 上緊螺栓分初擰和終擰兩個(gè)階段 ， 初擰扭矩不得小于終擰扭矩的30％ 。 終擰扭矩由試驗(yàn)測(cè)定 。 ② 轉(zhuǎn)角法 初擰后 , 用電動(dòng)或風(fēng)動(dòng)扳手?jǐn)Q螺母 1/3～ 2/3圈 , 終擰角度與板疊厚度和螺栓直徑等有關(guān) , 可測(cè)定 。 ③ 扭斷螺栓尾部法 適用扭剪型高強(qiáng)度螺栓 。 用特制電動(dòng)扳手的兩個(gè)套筒分別套住螺母和螺栓尾部 （ 正 、 反轉(zhuǎn) ） ， 由于螺栓尾部槽口深度是按終擰扭矩和預(yù)拉力之間的關(guān)系確定 ， 故所得預(yù)拉力值能得到保證 。 （ 1）預(yù)拉力的控制方法 eu AfP ??? Ae – 有效截面面積； fu螺栓材料經(jīng)熱處理后的抗拉強(qiáng)度。 、 、 — 材料不均勻性、彌補(bǔ)預(yù)拉力損失的超張拉、 采用 fu作標(biāo)準(zhǔn)值等。 — 擰緊螺栓時(shí)產(chǎn)生的扭矩將降低栓桿的承載力。 （ 2）預(yù)拉力的確定 表 一個(gè)高強(qiáng)度螺栓的設(shè)計(jì)預(yù)拉力值 （ kN） 摩擦面的粗糙程度有關(guān) ， 即與構(gòu)件接觸面的處理方法和鋼號(hào)有關(guān) 。 抗滑移系數(shù)值有隨被連接構(gòu)件接觸面的壓緊力減小 而降低的現(xiàn)象 。 表 摩擦面的抗滑移系數(shù)值 高強(qiáng)度螺栓摩擦面抗滑移系數(shù) （ 1） 高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接 單個(gè)螺栓承載力 式中 — 抗力分項(xiàng)系數(shù) 的倒數(shù)， R? ??R?nf — 傳力摩擦面數(shù)目：?jiǎn)渭?nf =1, 雙剪 nf =2 . P — 一個(gè)高強(qiáng)度螺栓的設(shè)計(jì)預(yù)拉力，按表 采用； P 高強(qiáng)度螺栓抗剪連接的工作性能 圖 高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接 bvf0 . 9N n P?? — 摩擦面抗滑移系數(shù)，按表 采用； ?（ 2） 高強(qiáng)度螺栓承壓型連接 同普通螺栓的計(jì)算 ⑴ 受剪承載力設(shè)計(jì)值 bvvbv fdnN42??⑵ 承壓承載力設(shè)計(jì)值 bcbc ftdN ??⑶ 單個(gè)螺栓承載力設(shè)計(jì)值 ? ?bcbvb NNN ,m inm i n ?bVeVbV fdnN42??面積進(jìn)行計(jì)算：應(yīng)按螺紋處的有效，其受剪承載力設(shè)計(jì)值但當(dāng)剪切面在螺紋處時(shí)圖 高強(qiáng)度螺栓承壓型連接 受拉前：預(yù)拉力與接觸面上的擠壓力相平衡 超張拉實(shí)驗(yàn)：當(dāng)外拉力超過(guò) P時(shí) ， 螺栓將發(fā)生松弛現(xiàn)象 ， 即栓桿中的預(yù)拉力減小 ， 這對(duì)抗剪不利 。 外拉力 ≤ ,無(wú)松弛現(xiàn)象 高強(qiáng)度螺栓抗拉連接的工作性能 圖 高強(qiáng)度螺栓受拉 《 規(guī)范 》 ：施加于栓桿上的外拉力不得大于 ,即 PN bt ?抗拉承載力設(shè)計(jì)值 N(b) (a) (c) 圖 高強(qiáng)度螺栓群受拉 （ 1）高強(qiáng)度螺栓 摩擦型連接 值為：螺栓的抗拉承載力設(shè)計(jì)一個(gè)摩擦型連接高強(qiáng)度PN bt ?與普通螺栓相同：值的計(jì)算方法螺栓的抗拉承載力設(shè)計(jì)一個(gè)承壓型連接高強(qiáng)度（ 2）高強(qiáng)度螺栓 承壓型連接 btebt fdN42??高強(qiáng)度螺栓同時(shí)承受剪力和外拉力連接的工作性能 1?? ??螺栓的抗剪承載力設(shè)計(jì)值為 ? ?tf NPn ? ?仍采用原抗滑移系數(shù)， 則適當(dāng)增加 來(lái)彌補(bǔ) tN單個(gè)摩擦型高強(qiáng)度螺栓抗剪承載力： (1) 高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接 受拉后，連接板間的擠壓力減小， ? ?PNNNPnNbtttfb tV???且－， ?? ?PNNNPnNbtttfb tV???且－， ?除此之外 ， 拉力應(yīng)滿(mǎn)足 (2) 高強(qiáng)度螺栓承壓型連接 同普通螺栓的計(jì)算 22vtbbvt1NNNN? ? ? ???? ? ? ?? ? ? ?bbcvc11. 2 1. 2NN d t f? ? ? ?圖 高強(qiáng)度螺栓群受剪 力和拉力聯(lián)合作用 — 折減系數(shù)。由于外拉力將減 小被連接構(gòu)件間預(yù)壓力，因 而構(gòu)件材料的承壓強(qiáng)度設(shè)計(jì) 值隨之降低。 剪拉 受拉 承壓型高強(qiáng) 受剪 剪拉 受拉 摩擦型高強(qiáng) 受剪 剪拉 受拉 普通螺栓 受剪 bfbc ftdN ??bvvbv fdnN42??btebt fAN ?1)()( 22 ?? bttbvvNNNNbcV NN ?PnN fbV ???? ?PN bt ?? ?tfbv NPnN ?? ?PN bt ?bvvbv fdnN42?? bfbc ftdN ??btebt fAN ?1)()( 22 ?? bttbvvNNNN?同普通螺栓，只需用高強(qiáng)度螺栓承載力代替普通螺栓承載力。 高強(qiáng)度螺栓群的抗剪計(jì)算 [例 ]試設(shè)計(jì)一雙蓋板拼接的鋼板連接。鋼材 Q235B，高強(qiáng)度螺栓為 M20，連接處構(gòu)件接觸面用噴砂處理，作用在螺栓群形心處的軸心拉力設(shè)計(jì)值 N=180kN，試設(shè)計(jì)此連接。 [解 ]： （ 1）采用摩擦型連接時(shí) 查得 ， M20高強(qiáng)螺栓 P=125kN， μ= 單個(gè)螺栓承載力設(shè)計(jì)值： bvf 0 . 9 0 . 9 2 0 . 4 5 1 2 5 1 0 1 . 3 k NN n P?? ? ? ? ? ?一側(cè)所需螺栓數(shù) n: bv800 7 . 91 0 1 . 3NnN? ? ?取 9個(gè)，見(jiàn)圖 。 圖 例 （ 2）采用承壓型連接時(shí) 單個(gè)螺栓承載力設(shè)計(jì)值： 22bbv v v 4 202 25 0 15 7 kN44dN n f? ?? ? ? ? ?bbccN d t f? ? ?bm i n800 5 . 1157NnN? ? ?一側(cè)所需螺栓數(shù) n: 2 0 2 0 4 7 0? ? ?188kN?取 6個(gè)，見(jiàn)圖 。 計(jì)算方法同普通螺栓 btNNn ?btNnNN ??1 高強(qiáng)度螺栓群的抗拉計(jì)算 （ 1）軸心力作用時(shí) N(b) (a) (c) 圖 高強(qiáng)度螺栓群受拉 btiNyyMN ??? 211在 M作用下 ， 中和軸在螺栓群中心處 。 （ 2）高強(qiáng)度螺栓群彎矩受拉 圖 承受彎矩的高強(qiáng)度螺栓連接 N≤, 連接板件間接觸面始終壓的很緊 ,按小偏心受拉計(jì)算。 （ 3）高強(qiáng)度螺栓群偏心受拉 （ 4）高強(qiáng)度螺栓群承受拉力、彎矩和剪力的共同作用 a) 高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接 分開(kāi)算，先受拉再受剪 單個(gè)螺栓拉力應(yīng)滿(mǎn)足： 單個(gè)螺栓抗剪承載力： b1 1 t2iN N eN y Nny? ? ??b1tNN?螺栓群抗剪承載力： ? ?0 f f t 1 t 2( 0 . 9 ) 0 . 9 ( 1 . 2 5 ) ( 1 . 2 5 )V n n P n P N P N??? ? ? ? ? ?ft0. 9 ( 1. 25 )iV n nP N?? ? ?bv f t0 . 9 ( 1 . 2 5 )N n P N???圖 摩擦型連接高強(qiáng)度螺栓的應(yīng)力 b) 高強(qiáng)度螺栓承壓型連接 22vtbbvt1NNNN? ? ? ???? ? ? ?? ? ? ?bcv NN ?[例 ] 圖 ，被連接構(gòu)件的鋼材為 Q235B。螺栓為 ，直徑