3.8 高强度螺栓连接的性能和计算(1).ppt

1,3.8高强度螺栓连接的性能和计算,一、高强度螺栓连接的性能,高强度螺栓连接按其受力特征分为摩擦型连接和承压型连接两种类型。摩擦型是利用接触面间摩擦阻力传递剪力，其整体性能好、抗疲劳能力强，适用于承受动力荷载和重要的连接。承压型高强度螺栓连接是允许外力超过构件接触面问的摩擦阻力，利用螺栓杆与孔壁直接接触传递剪力，承载能力可比摩擦型提高较多。承压型高强度螺栓可用于不直接承受动力荷载并且无反向内力的连接。,1.高强度螺栓材料,高强度螺栓的杆身、螺帽和垫圈都要用抗拉强度很高的钢材制。高强度螺栓的性能等级有8.8级和10.9级。,2,高强度螺栓连接一般采用类钻孔，孔径比螺栓杆公称直径大1.52mm(摩擦型)或11.5mm(承压型)。,2.高强度螺栓的预拉力,高强度螺栓的预拉力，是通过拧紧螺母实现的。拧紧方法分扭矩法、转角法和扭剪法。扭矩法是使用可直接显示扭矩或可控制扭矩的特制定扭矩扳手，利用事先测定的扭矩与螺栓预拉力的对应关系施加扭矩，使之达到预定的预拉力。扭角法是先用扳手将螺母初拧到一定扭矩(该扭矩值由试验决)，然后再复拧一次，复拧的控制扭矩与初拧扭矩相同，终拧时将螺母再转动一个角度，螺栓即可达到预定的预拉力值。终拧的角度由试验和计算得出。,3,扭剪法是采用扭剪型高强度螺栓，该螺栓尾部设有梅花头，拧紧螺帽时，靠拧断螺栓梅花头切口处截面来控制预拉力值。,高强度螺栓的设计预拉力值由材料的强度和螺栓的有效截面面积确定，并且考虑了施工时为补偿预拉力的松弛对螺栓超张拉510，因此乘以系数0.9；还考虑了料抗力的变异等影响，再乘以系数0.9；还有一个0.9是由于以抗拉强度为准引入的附加安全系数。在拧紧螺栓时扭矩使螺栓产生的剪力将降低螺栓的承拉能力，所以对材料抗拉屈服强度除以系数1.2。,高强度螺栓预拉力设计值为：,4,把有关数据代入上式，并按5kN的模数取整，即得下表所示常用直径高强度螺栓的设计预拉力P值，供设计时直接选用。,3.高强度螺栓连接的摩擦面抗滑移系数,5,二、高强度螺栓摩擦型连接计算,1.摩擦型高强度螺栓抗剪连接,摩擦型连接的承载力取决于构件接触面的摩擦力，而此摩擦力的大小与螺栓所受预拉力和摩擦面的抗滑移系数以及连接的传力摩擦面数有关。因此，一个摩擦型连接高强度螺栓的抗剪承载力设计值为：,2.承压型高强度螺栓抗剪连接,高强度螺栓承压型连接的计算方法与普通螺栓连接相同,6,3.高强度螺栓抗拉连接,高强度螺栓在承受外拉力前，螺杆中已有很高的预拉力P，板层之间则有压力C，而P与C维持平衡。当对螺栓施加外拉力Nt，则栓杆在板层之问的压力未完全消失前被拉长，此时螺杆中拉力增量P，同对把压紧的板件拉松，使压力C减少C。计算表明，当加于螺杆上的外拉力N不超过预拉力P的80时，螺杆内的拉力增加很少，因此可认为此时螺杆的预拉力基本不变。同时由实验得知，当外加拉力大于螺杆的预拉力时，卸荷后螺杆中的预拉力会变小，即发生松弛现象。但当外加拉力小于螺杆预拉力的80时，即无松弛现象发生。,7,8,因此，为使板件间保留一定的压紧力，现行钢结构设计规范规定，在杆轴方向受力的高强度螺栓摩擦型连接中，单个高强度螺栓抗拉承载力设计值取为：,4.摩擦型高强度螺栓同时承受剪力和外拉力的连接,5.承压型高强度螺栓同时承受剪力和外拉力的连接,