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'
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