文档介绍：§3-6 高强度螺栓连接计算
一、高强度螺栓的工作性能及单栓承载力
分类(按受力特征的不同):摩擦型与承压型
受力特性:
★受压时:
①摩擦型高强度螺栓:抗剪连接时摩擦型以板件间最大摩擦力为承载力极限状态;通过板件间摩擦力传递内力,破坏准则为克服摩擦力;
②承压型高强度螺栓:承压型允许克服最大摩擦力后,以螺杆抗剪与孔壁承压破坏为承载力极限状态(同普通螺栓),所以承载力大于前者。受力特征与普通螺栓类似。
★受拉时:两者无区别。
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1、高强度螺栓预拉力的建立方法
通过拧紧螺帽的方法,螺帽的紧固方法:
A、转角法
施工方法:
初拧—用普通扳手拧至不动,使板件贴紧密;终拧—初拧基础上用长扳手或电动扳手再拧过一定的角度,一般为120o~180o完成终拧。特点:预拉力的建立简单、有效,但要防止欠拧、漏拧和超拧;
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B、扭矩法:施工方法:
初拧—用力矩扳手拧至终拧力矩的30%~50%,使板件贴紧密;
终拧—初拧基础上,按100%设计终拧力矩拧紧。
特点:简单、易实施,但得到的预拉力误差较大。
C、扭断螺栓杆尾部法(扭剪型高强度螺栓): 施工方法: 初拧—拧至终拧力矩的60%~80%; 终拧—初拧基础上,以扭断螺栓杆尾部为准。 特点:施工简单、技术要求低易实施、质量易保证等
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2、高强度螺栓预拉力的确定
高强度螺栓预拉力是根据螺栓杆的有效抗拉强度确定的,并考虑了以下修正系数:
;
;
考虑拧紧螺帽时,。
。
因此,预拉力:
Ae—螺纹处有效截面积;
fu—螺栓热处理后的最抵抗拉强度;,取fu =830N/mm2,
,取fu =1040N/mm2
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3、高强度螺栓摩擦面抗滑移系数μ
摩擦型高强度螺栓是通过板件间摩擦力传递内力的,而摩擦力的大小取决于板件间的挤压力(P)和板件间的抗滑移系数μ;
板件间的抗滑移系数与接触面的处理方法和构件钢号有关,其大小随板件间的挤压力的减小而减小;
规范给出了不同钢材在不同接触面的处理方法下的抗滑移系数μ,如下表
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4、高强度螺栓抗剪连接的工作性能和单栓承载力(实为V作用)
(1)抗剪连接工作性能
受力过程与普通螺栓相似,
分为四个阶段:摩擦传力的弹性
阶段、滑移阶段、栓杆传力的弹
性阶段、弹塑性阶段。
但比较两条N—δ曲线可知,
由于高强度螺栓因连接件间存在
很大的摩擦力,故其第一个阶段
远远大于普通螺栓。
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(2)抗剪连接单栓承载力
A、对于高强度螺栓摩擦型连接,其破坏准则为板件发生相对滑移,因此其极限状态为1点而不是4点,所以1点的承载力即为一个高强度螺栓摩擦型连接的抗剪承载力:
式中:—抗力分项系数γR的倒
数(γR=);
nf—传力摩擦面数目;
μ--摩擦面抗滑移系数;
P—预拉力设计值.
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B、对于高强度螺栓承压型抗剪连接,允许接触面发生相对滑移,破坏准则为连接达到其极限状态4点,所以高强度螺栓承压型连接的单栓抗剪承载力计算方法与普通螺栓相同。
抗剪承载力:
承压承载力:
单栓抗剪承载力:
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5、高强度螺栓抗拉连接工作性能和单栓承载力(实为N作用)
当外拉力为零,即N=0时:P=C;
当外拉力为Nt时:板件有被拉开趋势,板件间的压力C减小为Cf,栓杆拉力P增加为Pf,由力及变形协调得:
Ab—栓杆截面面积;
Ap—板件挤压面面积;
δ—板叠厚度。
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