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1、高强螺栓的计算与选用,演讲人：童林浪 所在部门：技术中心 2009.7.1,目 录,螺栓的分类 螺栓的组成 螺栓的计算 构造要求 其它相关知识,一、螺栓的分类：,1、分类 (1).按性能等级可分为：8.8、9.8、 10.9、12.9共4个性能等级 (2).按现场安装特点来分：扭剪型和大六角头（扭剪型的只有10.9级） (3).按受力类型来分：摩擦型高强螺栓、承压型高强螺栓,2、标识 需在头部顶面用凸字或凹字标志，或在头部侧面用凹字标志。包括性能等级、厂标。碳钢：强度等级标记代号由“”隔开的两部分数字组成。标记代号中“”前数字部分的含义表示公称抗拉强度.如8.8级的“8”表示公称抗拉强度800
2、N/MM2 的1/100标记代号中“”和点后数字部分的含义表示屈强比为0.8，即公称屈服点或公称屈服强度与公称抗拉强度之比。如8.8级产品的屈服点为640 N/mm2,10.9s扭剪型高强螺栓,10.9s大六角头高强螺栓,一、螺栓的分类：,3、使用范围： 摩擦型：几乎适用于所有的连接 承压型：不得适用于以下各种构件的连接 直接承受动力荷载的构件连接 承受反复荷载的构件连接 冷弯薄壁型钢连接,一、螺栓的分类：,4、各类型下极限状态原则： 摩擦型：在荷载设计值下，连接件之间产生相对滑移，作为其承载能力的极限状态。 承压型连接：在荷载设计值下，螺栓或连接件达到最大承载能力，作为其承载能力极限状态；在
3、荷载标准值下，连接件长生相对滑移，作为其正常的使用极限状态。,一、螺栓的分类：,一、螺栓的分类：,5、高强螺栓的选用 考虑到在强震反复作用下，连接摩擦面可能会失效，这时候的抗剪承载力还是要取决于螺栓抗剪能力和板件承压能力，因此抗震规范规定了高强度螺栓极限受剪的承载力计算公式。尽管承压型在设计数值上占有优势，但由于其属于剪压破坏型式，螺栓孔为类似普通螺栓的孔隙型螺栓孔，在承受荷载作用时的变形远大于摩擦型，所以高强度螺栓承压型主要用于非抗震构件连接、非承受动荷载构件连接、非反复作用构件连接。,高强度螺栓在生产上全称叫高强度螺栓连接副，一般不简称为高强螺栓。 大六角高强螺栓由一个大六角头螺栓、一个螺
4、母、两个垫圈组成。扭剪型高强螺栓有一个螺杆、一个螺母、一个垫圈组成。,二、螺栓的组成：,高强螺栓的材质：,二、螺栓的构造：,摩擦型高强螺栓计算： 抗剪连接中（承受垂直于螺栓杆轴方向的内力），一个高强螺栓受剪承载力应按下式计算：,k:系数，普通钢结构取0.9，冷弯薄壁型钢区0.8 n:摩擦面数量 u：摩擦面抗滑移系数 P:高强螺栓预拉力,三、螺栓的计算,延杆轴方向受拉时一个高强螺栓的受拉承载力按以下计算：,高强螺栓预拉力,三、螺栓的计算,高强螺栓在铰接状态下的计算： 1.典型的连接：,三、螺栓的计算,梁柱铰接,梁梁铰接,2.铰接节点螺栓群的计算：,三、螺栓的计算,3.刚接节点螺栓群的计算： 弯剪
5、作用一,弯矩作用下的拉力：,剪力作用下所承受的剪力：,以上两个条件共同满足,三、螺栓的计算,弯剪作用二,三、螺栓的计算,在弯轴剪作用下,（当yi/x13时）,三、螺栓的计算,承压型高强螺栓的计算： 螺栓群的计算模式和摩擦型的相同，但单个螺栓的承载力不同。 1.单个螺栓承载力： 受剪承载力设计值： 承压承载力设计值：,三、螺栓的计算,2.说明： 承压型高强螺栓在受剪时，应取以上两式中较小值。 在同时受剪和杆轴方向的拉力时应符合以下要求。 在受剪或同时受剪和杆轴方向的拉力时，承载力设计值不大于摩擦型高强螺栓的1.3倍。,三、螺栓的计算,且,每个杆件接头的一端高强螺栓不宜少于2个。 高强螺栓应采用钻
6、孔。,四、构造要求,四、构造要求,高强螺栓连接处的操作空间。,高强螺栓的孔距及边距应符合下表要求。,四、构造要求,四、构造要求,高强螺栓长度的计算： L=L+L,普通螺栓 1. 普通螺栓分A、B、C三种。前两种是精制螺栓，较少用。一般说的普通螺栓，均指C级普通螺栓。 2. 在一些临时连接及需拆卸的连接中，常用到C级普通螺栓。建筑结构常用的普通螺栓有M16、M20、M24。某些机械工业粗制螺栓直径可能比较大，用途特殊。,五、其它相关知识,高强螺栓 1.高强螺栓的材料与普通螺栓不同。高强螺栓一般用于永久连接。常用的有M16M30。超大规格的高强螺栓性能不稳定，应慎重使用。 2.建筑结构的主构件的螺
7、栓连接，一般均采用高强螺栓连接。 3.工厂出厂的高强螺栓并不分承压型还是摩擦型。只是在设计方法上有区别。,五、其它相关知识,4.摩擦型高强螺栓并不能充分发挥螺栓的潜能。在实际应用中，对十分重要的结构或承受动力荷载的结构，尤其是荷载引起反向应力时，应该用摩擦型高强螺拴，此时可把未发挥的螺栓潜能作为安全储备。除此以外的地方应采用承压型高强螺栓连接以降低造价。 普通螺栓与高强螺栓区别 1.通螺栓可重复使用，高强螺栓不可重复使用。 2.高强螺栓一般由高强钢材制成（45号钢(8.8s),20MmTiB(10.9S)，是预应力螺栓,摩擦型用扭矩扳手施加规定预应力,承压型拧掉梅花头。普通螺栓一般由普通钢材(
8、Q235)制成，只需拧紧即可。,五、其它相关知识,3.普通螺栓一般为4.4级、4.8级、5.6级和8.8级。高强螺栓一般为8.8级和10.9级，其中10.9级居多。 4.普通螺栓的螺孔不一定比高强螺栓大。实际上，普通螺栓螺孔比较小。普通螺栓A、B级螺孔一般只比螺栓大0.30.5mm。C级螺孔一般比螺栓大1.01.5mm。摩擦型高强螺栓靠摩擦力传递荷载，所以螺杆与螺孔之差可达1.52.0mm。承压型高强螺栓传力特性是保证在正常使用情况下，剪力不超过摩擦力，与摩擦型高强螺栓相同。当荷载再增大时，连接板间将发生相对滑移，连接依靠螺杆抗剪和孔壁承压来传力，与普通螺栓相同，所以螺杆与螺孔之差略小些，为1.01.5mm。,五、其它相关知识,