钢结构第三章[教学内容].ppt
3.8 高强度螺栓连接的 工作性能和计算,1,了解高强螺栓连接构造,了解高强螺栓连接受力特点,掌握高强螺栓连接计算,教学目与要求,2,高强度螺栓的工作性能和螺栓群的计算重点,高强度螺栓连接的构造和计算（2）难点,教学内容,3,当连接板件过薄时，可能因承压强度不足而破坏，需按下列公式计算螺栓的承压承载力：,3.7 螺栓连接的工作性能和计算,螺杆受剪兼受拉破坏,4,栓孔：钻成孔按受力特征分类：摩擦型连接、承压型连接和承受拉力的连接级别：10.9级和8.8级影响承载力的因素：栓杆预拉力、连接表面抗滑移系数和钢材种类,3.8.1高强度螺栓连接的工作性能,高强度螺栓连接和普通螺栓连接的主要区别在于：高强度螺栓连接除了材料强度高之外，而且在拧紧螺帽时，螺栓内施加了很大的预拉力，连接件间的挤压力就很大，因而接触面的摩擦力就很大，这种预拉力和摩擦力对高强度螺栓传递外力的机制产生了很大的影响。,3.8 高强度螺栓连接的工作性能和计算,5,3.8.1.1. 高强度螺栓的预拉力施加方法：扭矩法、转角法和扭剪法预拉力设计值：高强度螺栓预拉力设计值按材料强度和螺栓有效截面积确定,上式中的几个系数分别考虑了几个影响因素 表3-8 一个高强度螺栓的预拉力设计值P（kN）取值时考虑：,3.8.1 高强度螺栓连接的工作性能,6,3.8.1.2.高强度螺栓连接的摩擦面抗滑移系数试验研究表明，高强度螺栓连接的摩擦面抗滑移系数的大小与构件的种类和连接处构件接触面的处理方法有关。高强度螺栓连接的摩擦面抗滑移系数的大小见表3-9 对于承压型连接，只要求清除油污及浮锈对于摩擦型连接，对摩擦面抗滑移系数有要求,3.8.1.3 高强度螺栓的抗剪连接的工作性能,1. 高强度螺栓摩擦型连接,一个摩擦型高强度螺栓的抗剪承载力设计值为,7,式中 0.9抗力分项系数的倒数，即取0.9=1/R=1/1.111；nf传力摩擦面数目，单剪时，nf=1；双剪时，nf=2；四剪时，nv=4；见图,8,2. 高强度螺栓承压型连接,一个抗剪螺栓的设计承载能力计算,抗剪承载力设计值,承压承载力设计值,一个抗剪螺栓的承载力设计值应取上面两式的较小值,当剪切面在螺纹处时，承压型高强度螺栓的抗剪承载力应按螺纹处的有效截面面积计算,9,3.8.1.4 高强度螺栓抗拉连接的工作性能,一个摩擦型高强度螺栓的抗拉承载力设计值取为：,(3-55),3.8.1.5高强度螺栓同时受剪力和拉力的连接工作性能,1高强度螺栓摩擦型连接,在外剪力和外拉力作用下，对于高强度螺栓摩擦型连接来说，外剪力由连接件摩擦面间的摩擦力来传递，螺栓仅承受外拉力。由高强度螺栓的抗拉工作性能可知，摩擦型连接高强度螺栓所承受的外拉力不能超过0.8P。,10,一个受外拉力作用的摩擦型连接高强度螺栓的抗剪承载力设计值为：,式中 Nt0.8P,规范规定的其承载力的另一种计算公式：,11,2. 高强度螺栓连接的摩擦面抗滑移系数(表3.9)对于承压型连接，只要求清除油污及浮锈对于摩擦型连接，对摩擦面抗滑移系数有要求3. 高强度螺栓的排列要求同普通螺栓，同样要考虑连接长度对承载力的不利影响。,12,1. 高强度螺栓摩擦型连接,3.8.2 高强度螺栓的抗剪承载力设计值,2. 高强度螺栓承压型连接破坏状态同普通螺栓，极限承载力由杆身抗剪和孔壁承压决定，摩擦力只起延缓滑动作用，计算方法和普通螺栓相同。,0.9抗力分项系数的倒数，即0.9=1/R=1/1.111；nf传力摩擦面数目，单剪时，nf=1；双剪时，nf=2；四剪时，nv=4；见图3-7；P一个高强度螺栓的预拉力设计值，见表3-8；摩擦面的抗滑移系数，见表3-9。,13,1. 轴心力作用时螺栓数：,3.8.3 高强度螺栓群的抗剪计算,对于承压型连接Nbmin按式3-32和式3-33计算，取较小值，只是其中的fvb 、fcb要用高强度螺栓的强度设计值。当剪切面在螺纹处时式3-32中的d改为de。,14,2. 扭矩作用时，及扭矩、剪力、轴心力共同作用时螺栓群受扭矩T、剪力V和轴心力N共同作用的高强度螺栓连接的抗剪计算与普通螺栓相同，只是用高强度螺栓的承载力设计值。,15,1. 高强度螺栓的抗拉连接性能规范规定每个摩擦型高强度螺栓的抗拉设计承载力不得大于0.8P，螺栓杆内原预拉力基本不变。,3.8.5 高强度螺栓的抗拉连接,图7-82 高强度螺栓受拉,16,撬力的影响：限制抗拉承载力在0.8P以内,高强度螺栓拉力变化,17,2. 高强度螺栓抗拉连接计算抗拉承载力：轴心拉力的螺栓数：弯矩作用时,图3-73 高强度螺栓受弯连接,18,承载力极限状态 板不被拉开时，中和轴在螺栓群形心处； 板可被拉开时，与普通螺栓一样，中和轴在最外排 受压螺栓形心处。,19,1. 高强度螺栓摩擦型连接由于外拉力的作用，板件间的挤压力降低每个螺栓的抗剪承载力也随之减少抗滑移系数随板件间的挤压力的减小而降低,3.8.5同时受剪力和拉力的高强度螺栓连接计算,2. 高强度螺栓承压型连接,当发生螺杆受剪和受拉破坏时，应按下式验算承载力：,20,当螺杆与孔壁挤压时，由于连接件较薄会发生孔壁挤压破坏时，尚应按下式验算承载力：,式中: Nv,Nt高强度螺栓所承受的剪力和拉力设计值； Nvb、Ncb 、Ntb单个高强度螺栓的抗剪、承压、抗拉承载力设计值.,21,3.7 螺栓连接的工作性能和计算,螺栓群在扭矩、剪力、轴心力作用下的抗剪计算,22,在剪力V和轴心力N作用下，螺栓均匀受力：,在扭矩作用下，螺栓1受力：,则螺栓1承受的最大剪力N1应满足：,23,支托仅起安装作用：螺栓群承受弯矩M和剪力V,螺栓不发生拉剪破坏,板不发生承压破坏,式中 Nv，Nt 一个螺栓承受的剪力和拉力设计值Nvb，Ntb 一个螺栓的承剪和抗拉承载力设计值。,24,支托承受剪力：螺栓群只承受弯矩M,支托和柱翼缘的角焊缝验算,为考虑剪力V偏心对角焊缝的影响， 取1.251.35,25,例 3.17、3.18,例题,26,1、高强度螺栓连接的构造要求2、理解高强度受剪螺栓连接的受力性能3、掌握高强度受剪螺栓连接计算方法,小节,27,1.习题3.8,作业,28,
