3.9高强度螺栓衔接的任务性能和计算高强度螺栓衔接的任务性能和计算 3.9.1高强度螺栓衔接的任务性能高强度螺栓衔接和普通螺栓衔接的区别：普通螺栓衔接受剪时依托栓杆承压和抗剪传送剪力，预拉力很小，可略去不计，高强螺栓除资料强度高外，施加很大的预拉力，板件间存在很大的摩擦力。预拉力、抗滑移系数和钢材种类等都直接影响高强度螺栓衔接的承载力。高强度螺栓衔接按分为摩擦型衔接和承压型衔接。摩擦型衔接依托被衔接件之间的摩擦阻力传送剪力，以剪力等于摩擦力作为承载才干的极限形状。1.高强度螺栓的预拉力1预拉力的控制方法大六角头型和扭剪型两种，都是经过拧紧螺帽使螺杆遭到拉伸产生预拉力，使被衔接板件间产生压紧力。大六角头螺栓的预拉力控制方法：力矩法 采用可直接显示钮矩的特定扭矩扳手。目前多采用电动钮矩扳手。经过控制拧紧力矩来实现控制预拉力。拧紧力矩可由实验确定，施工时控制的预拉力为设计预拉力的1.1倍。为了抑制板件和垫圈等变形，根本消除板件间的间隙，使拧紧力矩系数有较好的线性度，提高施工控制预拉力值的准确度，应先按拧紧力矩的50进展初拧，然后按100拧紧力矩进展终拧。大型节点在初拧后，还应按初拧力矩进展复拧，然后再行终拧。优点：较简单、易实施、费用少，但由于衔接件和被衔接件的外表质量和拧紧速度的差别，测得的预拉力值误差大且分散，普通误差为25。转角法 先普通扳手进展初拧，被衔接板件相互严密贴合，再以初拧位置为起点，按终拧角度，用长扳手或风动扳手旋转螺母。 扭剪型高强度螺栓具有强度高、安装简便和质量易于保证、可以单面拧紧、对操作人员没有特殊要求等优点。与普通大六角型高强度螺栓不同。螺栓头为盘头，螺纹段端部有一个接受拧紧反力矩的十二角体和一个能在规定力矩下剪断的断颈槽。2预拉力确实定 预拉力设计值P取5kN的整数倍 Ae螺栓螺纹处的有效面积；fu螺栓经热处置后的最低抗拉强度8.8级fu 830MPa；10.9级fu 1040MPa。系数思索了以下几个要素：拧紧螺帽时螺栓同时遭到由预拉力引起的拉应力和由扭矩引起的剪应力作用。实验阐明可取系数1.2思索扭矩对螺杆的不利影响。施工时为了弥补高强度螺栓预拉力的松弛损失，普通超张拉510，为此思索一个超张拉系数0.9。思索螺栓材质的不均匀性，引进一折减系数0.9；由于以螺栓的抗拉强度为准，为平安再引入一个附加平安系数0.9。 2. 抗滑移系数 抗滑移系数的大小与构件接触面的处置方法和构件的钢号有关。此系数值随被衔接构件接触面间的压紧力减小而降低，故与物理学中的摩擦系数有区别。引荐采用的接触面处置方法有：喷砂、喷砂后涂无机富锌漆、喷砂后生赤锈和钢丝刷消除浮锈或未经处置的干净轧制外表等，各种处置方法相应的值详见表3.9。钢材外表经喷砂除锈后，外表看来光滑平整，实践上金属外表尚存在着微观的凹凸不平，高强度螺栓衔接在很高的压紧力作用下，被衔接构件外表相互啮合，钢材强度和硬度愈高，要使这种啮合的面产生滑移的力就愈大，因此，值与钢种有关。实验证明，摩擦面涂红丹后0.15，即使经处置后依然很低，故严禁在摩擦面上涂刷红丹。另外，衔接在潮湿或淋雨条件下拼装，也会降低值，故应采取有效措施保证衔接处外表的枯燥。3.9.2 一个高强度螺栓的抗剪承载力 1.摩擦型衔接 高强度螺栓拧紧时，螺杆中产生很大的预拉力，被衔接板件间那么产生很大的预压力。衔接受力后接触面上的摩擦力，能在相当大的荷载下阻止板件间的相对滑移，因此弹性任务阶段较长。当外力超越了板间摩擦力后，板件间即产生相对滑动。摩擦型衔接是以板件间出现滑动为抗剪承载力极限形状。 摩擦型衔接的承载力取决于构件接触面的摩擦力，此摩擦力的大小与螺栓所受预拉力和摩擦面的抗滑移系数以及衔接的传力摩擦面数有关。一个摩擦型衔接高强度螺栓的抗剪承载力设计值为：2.承压型衔接 承压型衔接受剪时，允许接触面滑动并以衔接到达破坏的极限形状作为设计准那么，接触面的摩擦力只起延缓滑动的作用。衔接到达极限承载力时，螺杆伸长，预拉力几乎全部消逝，故高强度螺栓承压型衔接的计算方法与普通螺栓衔接一样只是应采用高强度螺栓的强度设计值。当剪切面在螺纹处时，高强度螺栓承压型衔接的抗剪承载力应按螺纹处的有效截面计算。但对于普通螺栓，其抗剪强度设计值是根据衔接的实验数据统计而定的，实验时不分剪切面能否在螺纹处，故计算抗剪强度设计值时用公称直径。 3.9.3一个高强度螺栓的抗拉承载力一个高强度螺栓的抗拉承载力 1.摩擦型衔接未受拉力前，螺杆中有预拉力P，板层间有压力C，P与C平衡，PC。螺栓受拉力Nt，栓杆被拉长，栓杆伸长t，此时螺杆中拉力由P添加到Pf，由于栓杆拉长，使板件相应地有一个紧缩恢复量c，板件中的承压力就由原来的C降为Cf 作用于螺栓的外拉力不超越P时，螺杆内的拉力添加很少，可以为此时螺杆的预拉力根本不变。同时螺栓的超张拉实验阐明，当外拉力过大时，卸荷后螺杆中的预拉力会变小，即发生松弛景象。但当外拉力小于螺杆预拉力的80时，即无松弛景象发生。因此，抗拉承载力设计值取为：上式没有思索衔接变形产生撬力的影响，可采用增设加劲肋的方法增大衔接的刚度。2.承压型衔接同普通螺栓。 3.9.4 3.9.4高强度螺栓同时接受剪力和拉力的计算高强度螺栓同时接受剪力和拉力的计算高强度螺栓同时接受剪力和拉力的计算高强度螺栓同时接受剪力和拉力的计算1.摩擦型衔接当Nt0.8P时，虽然螺杆中的预拉力P根本不变，但板层间压力将减小到PNt，实验研讨阐明，接触面的抗滑移系数也有所降低，且值随Nt的增大而减小。将Nt乘以1.125的系数来思索值降低的不利影响，故一个摩擦型衔接高强度螺栓有拉力作用时2.承压型衔接 同时接受剪力和杆轴方向拉力的高强度螺栓承压型衔接的计算方法与普通螺栓一样剪应力单独作用下，高强度螺栓对板层间产生强大压紧力。当摩擦力被抑制，螺杆与孔壁接触时，板件孔前区构成三向应力场，因此承压型衔接高强度螺栓的承压强度比普通螺栓高得多，两者相差约50。当承压型衔接高强度螺栓受有杆轴拉力时，板层间的压紧力随外拉力的添加而减小，因此其承压强度设计值也随之降低。为了计算简便，将承压强度除以1.2予以降低，而末思索承压强度设计值变化幅度随外拉力大小而变化这一要素。 3.9.5 高强度螺栓群的衔接计高强度螺栓群的衔接计算算1. 高强度螺栓群的抗剪计算1轴心力作用时2扭矩或扭矩、剪力共同作用时方法与普通螺栓群一样，但应采用高强度螺栓承载力设计值进展计算。2. 高强度螺栓群的抗拉计算1轴心力作用时2弯矩作用时高强度螺栓衔接受弯矩而使螺栓沿栓杆方向受力时，被衔接构件的接触面不断坚持严密贴合，可以为中和轴在螺栓群的形心轴上，最外排螺栓受力最大。(3)偏心拉力作用时螺栓的最大拉力不得超越0.8P，可以保证板层之间一直坚持严密贴合，端板不会拉开，故摩擦型衔接和承压型衔接均可按普通螺栓小偏心受拉计算(4)拉力、弯矩和剪力共同作用时衔接板层间的压紧力和接触面的抗滑移系数，随外拉力的添加而减小。摩擦型衔接高强度螺栓接受剪力和拉力共同作用时每行螺栓所受拉力Nt各不一样，故应按下式计算摩擦型衔接高强度螺栓的抗剪承载力Vn0(0.9 nfP)+0.9nf(P-1.25Nt1)+ (P-1.25Nt2)+ n0受压区(包括中和轴处)的高强度螺栓数； Nt1、Nt2受拉区高强度螺栓所接受的拉力。也可将上式写成以下方式： V0.9nf(nP-1.25Nti) n衔接的螺栓总数；Nti螺栓接受拉力的总和。 只思索螺栓拉力对抗剪承载力的不利影响，未思索受压区板层间压力添加的有利作用，故按该式计算的结果是略偏平安的。 此外，螺栓最大拉力应满足： Nti0.8P 对承压型衔接高强度螺栓，应按表3.10中的相应公式计算螺栓杆的抗拉抗剪强度。