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高强度螺栓连接的构造与计算

来源:http://www.xjnwz.com 日期:2019-11-14 发布人:

  一、概念
  1.高强螺栓与普通螺栓的区别
  普通螺栓连接在抗剪时,依靠杆身承压和螺栓抗剪来传递剪力,拧紧螺帽时产生的予拉力很小,其影响可以忽略不计,而高强螺栓除了其材料强度很高之外还给螺栓施加很大的予拉力,使连接构件间产生挤压力,从而使垂直于螺杆方向有很大的摩擦力,而且予拉力,抗滑移系数和钢材种类都直接影响高强螺栓的承载力。
  2.摩擦型高强螺栓和承压型高强螺栓的区别
  如图所示
  摩擦型高强螺栓连接单纯依靠被连接构件间的摩擦阻力来传递剪力,以左图上“1”作为螺栓抗剪承载力的极限,即以剪力等于摩擦力为承载能力的极限状态。而承压型高强螺栓连接的传力特征足以左图“3”作为抗剪承载力的极限,即当剪力超过摩擦力时,构件间发生相互滑移,螺栓杆身与孔壁接触,开始受剪并和孔壁承压,同时摩擦力随外力继续增大而逐渐减弱,到连续破坏时,剪力全由杆身承担,故承压型高强螺栓以螺栓成钢板破坏的承载能力的极限状态。这一点充分利用了螺栓连接承载能力,但显然承压型较摩擦型而言降低了安全度。
  3.高强螺栓的优点(相对于普通螺栓而言)
  受力性能良好,可以拆换,施工简单,耐疲劳,在动力荷载和反复荷载下不致松动。
  二、计算
  1.摩擦型高强度螺栓
  i)抗剪承载力设计值:
  :传力摩擦面数目
  :摩擦面的抗滑移系数按表采用
  p :每个高强度螺栓的予拉力按表采用
  * 高强度螺栓予拉力p取值应考虑下列因素:
  a)在扭紧螺栓时扭矩使螺栓产生的剪力将降低螺栓的抗拉
  承载力
  b)施加予应力时补偿应力损失的超张拉
  c)材料抗力的变异
  ii)抗拉承载力设计值:
  iii)抗剪螺栓抗剪承载力设计值:
  原因:当时,构件间的有效夹紧力就已接近于零。随着夹紧力的减小,抗滑移系数实际上也有一定的变化。为了简化计算公式,假定抗滑移系数为不变值,而以代替P,以考虑由于预压力减小对抗滑移系数的影响。
  构件验算:与普通螺栓相同,区别处中以N'代替N,。因为被连接钢板更危险截面在排螺栓孔处(如图所示)。但在这个截面上,连接所传递的力N已有一部分由于摩擦作用在孔前传递,所以净截面上的拉力N'<N。根据试验结果,孔前传力系数可取0.5,即排高强度螺栓所分担的内力,已有50%在孔前摩擦面中传递。由此可见在高强度螺栓连接中,开孔对构件截面的削弱影响较普遍,螺栓连接为小,甚至没有什么影响。
  2.承压型高强螺栓
  的计算同普通螺栓:
  不同之处是在M,V,N共同作下,
  要验算:
  外还须验算
  例题1 高强度螺栓边接计算,荷载与螺栓布置(如图所示),用8.8级的M20高强度螺栓,构件接触面经喷砂后涂无机富锌漆,核算螺栓是否安全。
  解题过程
  例题2 高强度螺栓连接计算,荷载与螺栓布置(如图所示),用8.8级的M20高强度螺栓,构件接触面级喷砂后涂无机富锌漆,核算螺栓是否安全。
  解题过程

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