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1、1号栓？螺栓收拉还是受剪？受哪几个力？,3、如何进行普通螺栓群偏心力作用下的抗剪计算？,4、如何进行普通螺栓群抗拉连接的验算？,5、普通螺栓群只受弯矩作用时如何计算？,中和轴取为最下排螺栓处,单栓抗剪？,1号栓？螺栓收拉还是受剪？受哪几个力？,中和轴？,6、普通螺栓群偏心受拉时的计算？,大偏心受拉,中和轴取为螺栓群的形心,小偏心受拉,中和轴取为最下排螺栓处,1号栓？螺栓收拉还是受剪？受哪几个力？中和轴？,四、普通螺栓拉剪联合作用,不加承托螺杆受剪兼受拉破坏：孔壁的承压破坏：,1 2 3 4,F,M,V,N,M,承托刨平顶紧后，认为承托承担全部剪力，螺栓群仅按受拉连接计算。,四、普通螺栓拉剪联合
2、作用,加承托,38 高强度螺栓连接计算,按受力特征的不同高强度螺栓分为两类： 摩擦型高强度螺栓依靠板件间摩擦力传递内力，以剪力不超过摩擦力为设计准则； 承压型高强度螺栓受力特征与普通螺栓类似，允许接触面滑移，以连接达到极限承载力为设计准则。,一、高强度螺栓的工作性能及单栓承载力,通过拧紧螺帽的方法，螺帽的紧固方法： A、转角法 B、扭矩法 C、扭断螺栓杆尾部法（扭剪型高强度螺栓）,1、高强度螺栓预拉力的控制方法,影响摩擦力的因素？,P：压紧力 预拉力,：板件间摩擦系数,（A）转角法 先用普通扳手初拧，使被连接构件贴合，并作出标记线，然后从此标记线开始用长扳手终拧，拧到预定角度时，螺栓拉力即达到
3、所需预拉力。,初拧50%，复拧力矩=初拧力矩，终拧至断颈剪断为止。,（B）扭矩法 先用普通扳手初拧，再用扭矩扳手终拧。,（C）扭断螺栓尾部梅花头法 使用特制的电动扳手。,2、高强度螺栓预拉力的确定,3、高强度螺栓摩擦面抗滑移系数,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；,喷砂可提高，严禁涂红丹，保证连接表面干燥。,4、高强度螺栓抗剪连接的工作性能和单栓承载力,(1)抗剪连接工作性能四个阶段：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。,为什么高强度螺栓第一个阶段远远大于普通螺栓？,A、对于高强度螺栓摩擦型连接，其破坏准则为板件发
4、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：0.9抗力分项系数R的倒 数(R=1.111); nf：传力摩擦面数目; ：摩擦面抗滑移系数;（P64） P：预拉力设计值. （P63）,（2）抗剪连接单栓承载力,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。,单栓抗剪承载力：,抗剪承载力：,承压承载力：,公式中的fvb、fcb采用高强度螺栓连接的强度设计值,5、高强度螺栓抗拉连接工作性能和单栓承载力,当外拉力为零时：P（预拉
5、力）=C（板间压紧力）；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。,试验证明，当外拉力Nt不大于螺栓预拉力的80时,卸载后预压力不会变小，无松弛现象,现行规范规定：,A、摩擦型高强度螺栓的 单栓抗拉承载力为：,当考虑橇力影响时，螺栓杆的拉力Pf与外力Nt的关系曲线如图：,Nt0.5P后，橇力Q出现,如设计时不计算橇力,应使Nt0.5P或增加连接板件的刚度（如设加劲肋）,B、承压型高强度螺栓的单栓抗拉承载力，因其破坏准则为螺栓杆被拉断，故计算方法与普通螺栓相同，即：,式中：Ae-螺栓杆的有效截面面积； de-螺栓杆的有效直径； ftb高强度螺栓的抗拉强度
6、设计值。,（1）高强度螺栓摩擦型连接,6、高强度螺栓在拉-剪共同作用下的工作性能和单栓承载力,随Nt的增大而减小,规范规定：,受力本质是外拉力会平衡掉一部分板件间的挤压力，进而影响摩擦力抗剪!,无外拉力Nt时：,有外拉力Nt时，P不变，但板层间压力减小到P-Nt：（ Nt 0.8P）,（2）高强度螺栓承压型连接,对于高强度螺栓承压型连接在剪力和拉力共同作用下计算方法与普通螺栓相似。,为了防止孔壁的承压破坏，应满足：,系数1.2是考虑由于外拉力的存在导致高强度螺栓的承压承载力降低的修正系数。 压紧力与挤压力在螺孔承压区形成异号三向应力场,创新性设计作业1 欲将两块8mm厚，240mm宽，400m
7、m长的Q235钢板用普通螺栓通过双盖板进行拼接，接缝不小于10mm，盖板选用6mm厚的Q235钢板。已知轴心力N的设计值为N=335kN，螺栓直径d=20mm（C级），孔径取22mm，请设计此连接。,N,N,N,N,要求：满足强度和构造要求下盖板最省料,？,1、按受力特征的不同，高强螺栓有哪两种？ 它们的区别是什么？,2、摩擦型高强螺栓单栓抗剪和抗拉承载力计算方法？,3、承压型高强螺栓单栓抗剪和抗拉承载力计算方法？,与普通螺栓一样,摩擦型高强度螺栓依靠板件间摩擦力传递内力，以剪力不超过摩擦力为设计准则; 承压型高强度螺栓受力特征与普通螺栓类似，允许接触面滑移，以连接达到极限承载力为设计准则。,
8、（1）高强度螺栓摩擦型连接,6、高强度螺栓在拉-剪共同作用下的工作性能和单栓承载力,受力本质是外拉力会吃掉一部分预拉力，进而影响摩擦力抗剪,（2）高强度螺栓承压型连接,GB50017-2003规定：,二、高强度螺栓群的抗剪计算,1、轴心力作用 假定各螺栓受力均匀，故所需螺栓数：,对于摩擦型连接：,对于承压型连接：,2、扭矩或扭矩、剪力共同作用下,计算方法与普通螺栓相同,剪力F作用下每个螺栓受力：,扭矩T作用下：,由此可得螺栓“1”的强度验算公式为:,三、高强度螺栓群的抗拉计算,1、轴心力作用 假定各螺栓均匀受力，螺栓数：,2、弯矩作用下（实质还是拉弯作用）,在弯矩作用下，为了连接板件接触面始终
9、处于紧密接触状态（预拉力未被全部抵消），此时是处于小偏心受拉状态。假定连接的中和轴与螺栓群形心轴重合，最外侧螺栓受力最大。,由力学可得：,因此，设计时只要满足下式即可：,3、偏心拉力作用下,摩擦型和承压型均可采用以下方法（叠加法）计算:,注意：高强螺栓的默认条件，就是最大设计外拉力,Nt0.8P,4、N、M、V共同作用下,e1,摩擦型高强螺栓：,Nti0时，取Nti0,承压型高强螺栓：,四、螺栓抗剪连接中板件的强度计算,2、普通螺栓连接(包括高强度螺栓承压型连接),1、强度计算（承载能力极限状态）,N 轴心拉力或压力设计值； An 构件的净截面面积； f 钢材的抗拉（压)强度设计值。,并列排列
10、,错列排列,四、螺栓抗剪连接中板件的强度计算,2、普通螺栓连接(包括高强度螺栓承压型连接),1、强度计算（承载能力极限状态）,N 轴心拉力或压力设计值； An 构件的净截面面积； f 钢材的抗拉（压)强度设计值。,错列排列,四、螺栓抗剪连接中板件的强度计算,3、高强摩擦型螺栓连接,摩擦力均匀分布于螺孔四周，故在孔前接触面已传递一半的力。因此，最危险截面的净截面强度：,n连接一侧的高强度螺栓总数；n1计算截面(最外列螺栓处)上 的高强度螺栓数目；,n1=3 n=8,例题1 某连接受斜向拉力设计值F=120kN作用，螺栓为C级普通螺栓。已知螺栓为M20，孔径为22mm，钢材为Q235B。请验算该螺
11、栓连接设计是否满足要求，如果采用三面围焊呢？,10,10,解：（1）单个螺栓承载力设计值：查附表1.3,（3）螺栓强度验算：上述N,V,T联合作用下，1号螺栓最不利,（2）内力计算：将F简化到螺栓群形心,（3）螺栓强度验算：,螺栓“1”承受的合力为：,满足承载能力要求！,例题2 某节点端板（t=16mm）连接于H型钢柱边缘（HW350350），焊缝和螺栓连接情况如下图所示，钢材为Q235B，螺栓采用10.9级高强摩擦型螺栓，4M22，摩擦面喷砂丸，请验算螺栓并设计焊缝。,例题3 如图所示高强螺栓摩擦型连接，构件钢材Q235B， 螺栓为10.9级，M20，接触面喷砂，验算此连接。,V=750kN
12、,N=384kN,M=106kN.m,507*10050,50 120 50,创新性设计作业1 欲将两块8mm厚，240mm宽，400mm长的Q235钢板用普通螺栓通过双盖板进行拼接，接缝不小于10mm，盖板选用6mm厚的Q235钢板。已知轴心力N的设计值为N=335kN，螺栓直径d=20mm（C级），孔径取22mm，请设计此连接。,N,N,N,N,要求：满足强度和构造要求下盖板最省料,？,如果栓径和孔径不变，把普通螺栓换成摩擦型螺栓呢？,创新性设计作业2 钢材为Q235B，E43型焊条随便用，8.8级M20摩擦型高强螺栓6个（也可以不用），螺栓连接板自行设计，厚度6mm，焊缝位置不能使用螺栓，假设构件不会破坏，请设计连接，使F最大。,150,12,12,200,F,e=120,
