5.4钢结构的紧固件连接解剖.ppt

一、高强度螺栓的工作性能及单栓承载力 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—通过板件间摩擦力传递内力， 破坏准则为克服摩擦力； 承压型高强度螺栓—受力特征与普通螺栓类似。 1、高强度螺栓预拉力的建立方法 通过拧紧螺帽的方法，螺帽的紧固方法： A、扭矩法 施工方法： 初拧—用力矩扳手拧至终拧力矩的50%，使板件贴紧密；消除板叠间的初始变形；; 终拧—初拧基础上，按100%设计终拧力矩拧紧。 所需终拧力矩（扭矩）按下式计算：;B、扭断螺栓杆尾部法（扭剪型高强度螺栓） 施工方法： 初拧—拧至终拧力矩的60-80%； 终拧—初拧基础上，以扭断螺栓杆尾部梅花头为准。 扭剪型高强度螺栓初拧扭矩宜为： 高强度螺栓的施工要求： 由于高强度螺栓的承载力很大程度上取决于螺栓杆的预拉力，因此施工要求较严格： 1）终拧力矩偏差不应大于±10%； 2）如发现欠、漏和超拧螺栓应更换； 3）拧固顺序先主后次，且当天安装，当天终拧完。 如工字型梁为：上翼缘→下翼缘→腹板。; 高强度螺栓预拉力是根据螺栓杆的有效抗拉强度确定的，并考虑了以下修正系数： 考虑材料的不均匀性的折减系数0.9； 为考虑施工时超张拉影响的折减系数0.9； 考虑拧紧螺帽时，螺栓杆上产生的剪力对抗拉强度的降低除以系数1.2。 附加安全系数0.9。 因此，预拉力：;预拉力P见表5.4所示;摩擦型高强度螺栓是通过板件间摩擦力传递内力的，而摩擦力的大小取决于板件间的挤压力（P）和板件间的抗滑移系数μ ； 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，[试验表明其大小随板件间的挤压力的减小而减小；与物理学中的摩擦系数有区别。] 接触面的处理方法：喷砂、喷砂后生赤锈、喷砂后涂无机富锌漆、砂轮打磨、钢丝刷清除浮锈等。;规范给出了不同钢材在不同接触面的处理方法下的抗滑移系数μ,如下表;(1)抗剪连接工作性能 受力过程与普通螺栓相似， 分为四个阶段：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。 但比较两条N—??曲线可知， 由于高强度螺栓因连接件间存在 很大的摩擦力，故其第一个阶段 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：;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。;当外拉力为零，即N=0时：P=C； 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C′，栓杆拉力P增加为P′，由力及变形协调得：; 一般板件间的挤压面面积比栓杆截面面积大的多，近似取AP/Ab=10，得：;上式未考虑橇力的影响，当考虑橇力影响时，螺栓杆的拉力P′与Nt的关系曲线如图： Nt≤0.5P时，橇力Q=0； Nt≥0.5P后，橇力Q出现，增加速度先慢后快。 橇力Q的存在导致连接的极限承载力由Nu降至Nu’。 所以，如设计时不考虑橇力的影响,应使Nt≤0.5P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：;（1）高强度螺栓摩擦型连接 尽管当Nt≤P时，栓杆的预拉力变化不大，但由于μ随Nt的增大而减小，且随Nt的增大板件间的挤压力减小，故连接的抗剪能力下降。规范规定在V和N共同作用下应满足下式：; 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同。;1、轴心力作用 假定各螺栓受力均匀，故所需螺栓数：;N;拼接板的危险截面为2-2截面。; 计算方法与普通螺栓相同，即： ;由此可得螺栓1的强度验算公式为:;1、轴心力作用 假定各螺栓均匀受力，故所需螺栓数：;M;3、偏心拉力作用下;N;Ⅱ、对于高强度螺栓承压型连接应满足：;1、采用高强度螺栓摩擦型连接时 1号螺栓在N、M作用下所受拉力如前所述应满足：; 对于高强度螺栓摩擦型连接，在拉力和剪力共同作用下，单栓抗剪承载力如前所述为：;螺栓的强度计算公式：;作业题： 5.1、5.4、5.5、5.7、5.8、5.9