《高强螺栓计算》PPT课件.ppt

高强螺栓的计算与选用高强螺栓的计算与选用演讲人：童林浪演讲人：童林浪所在部门：技术中心所在部门：技术中心 目录目录螺栓的分类螺栓的分类螺栓的组成螺栓的组成螺栓的计算螺栓的计算构造要求构造要求其它相关知识其它相关知识一、螺栓的分类：一、螺栓的分类：1 1 1 1、分类、分类、分类、分类(1).(1).(1).(1).按性能等级可分为：、按性能等级可分为：、按性能等级可分为：、按性能等级可分为：、共、共、共、共4 4 4 4个性能等个性能等个性能等个性能等级级级级 (2).(2).(2).(2).按现场安装特点来分：扭剪型和大六角头按现场安装特点来分：扭剪型和大六角头按现场安装特点来分：扭剪型和大六角头按现场安装特点来分：扭剪型和大六角头（扭剪型的只有级）（扭剪型的只有级）（扭剪型的只有级）（扭剪型的只有级）(3).(3).(3).(3).按受力类型来分：摩擦型高强螺栓、承压按受力类型来分：摩擦型高强螺栓、承压按受力类型来分：摩擦型高强螺栓、承压按受力类型来分：摩擦型高强螺栓、承压型高强螺栓型高强螺栓型高强螺栓型高强螺栓 2 2 2 2、标识、标识、标识、标识 需在头部顶面用凸字或凹字标志，或在头部侧面需在头部顶面用凸字或凹字标志，或在头部侧面需在头部顶面用凸字或凹字标志，或在头部侧面需在头部顶面用凸字或凹字标志，或在头部侧面用凹字标志。包括性能等级、厂标。碳钢：强度用凹字标志。包括性能等级、厂标。碳钢：强度用凹字标志。包括性能等级、厂标。碳钢：强度用凹字标志。包括性能等级、厂标。碳钢：强度等级标记代号由等级标记代号由等级标记代号由等级标记代号由“”“”“”“”隔开的两部分数字组成。标隔开的两部分数字组成。标隔开的两部分数字组成。标隔开的两部分数字组成。标记代号中记代号中记代号中记代号中“”“”“”“”前数字部分的含义表示公称抗拉强前数字部分的含义表示公称抗拉强前数字部分的含义表示公称抗拉强前数字部分的含义表示公称抗拉强度度度度.如级的如级的如级的如级的“8”“8”“8”“8”表示公称抗拉强度表示公称抗拉强度表示公称抗拉强度表示公称抗拉强度800N/MM800N/MM800N/MM800N/MM2 2 2 2 的的的的1/1001/1001/1001/100标记代号中标记代号中标记代号中标记代号中“”“”“”“”和点后数字部分的含义表和点后数字部分的含义表和点后数字部分的含义表和点后数字部分的含义表示屈强比为，即公称屈服点或公称屈服强度与公示屈强比为，即公称屈服点或公称屈服强度与公示屈强比为，即公称屈服点或公称屈服强度与公示屈强比为，即公称屈服点或公称屈服强度与公称抗拉强度之比。如级产品的屈服点为称抗拉强度之比。如级产品的屈服点为称抗拉强度之比。如级产品的屈服点为称抗拉强度之比。如级产品的屈服点为640 N/mm640 N/mm640 N/mm640 N/mm2 2 2 2扭剪型高强螺栓扭剪型高强螺栓大六角头高强螺大六角头高强螺栓栓一、螺栓的分类：一、螺栓的分类：3 3 3 3、使用范围：、使用范围：、使用范围：、使用范围：摩擦型：几乎适用于所有的连接摩擦型：几乎适用于所有的连接摩擦型：几乎适用于所有的连接摩擦型：几乎适用于所有的连接承压型：不得适用于以下各种构件的连接承压型：不得适用于以下各种构件的连接承压型：不得适用于以下各种构件的连接承压型：不得适用于以下各种构件的连接直接承受动力荷载的构件连接直接承受动力荷载的构件连接直接承受动力荷载的构件连接直接承受动力荷载的构件连接承受反复荷载的构件连接承受反复荷载的构件连接承受反复荷载的构件连接承受反复荷载的构件连接冷弯薄壁型钢连接冷弯薄壁型钢连接冷弯薄壁型钢连接冷弯薄壁型钢连接一、螺栓的分类：一、螺栓的分类：4 4 4 4、各类型下极限状态原则：、各类型下极限状态原则：、各类型下极限状态原则：、各类型下极限状态原则：摩擦型：在荷载设计值下，连接件之间产摩擦型：在荷载设计值下，连接件之间产摩擦型：在荷载设计值下，连接件之间产摩擦型：在荷载设计值下，连接件之间产生相对滑移，作为其承载能力的极限状态。生相对滑移，作为其承载能力的极限状态。生相对滑移，作为其承载能力的极限状态。生相对滑移，作为其承载能力的极限状态。承压型连接：在荷载设计值下，螺栓或连承压型连接：在荷载设计值下，螺栓或连承压型连接：在荷载设计值下，螺栓或连承压型连接：在荷载设计值下，螺栓或连接件达到最大承载能力，作为其承载能力接件达到最大承载能力，作为其承载能力接件达到最大承载能力，作为其承载能力接件达到最大承载能力，作为其承载能力极限状态；在荷载标准值下，连接件长生极限状态；在荷载标准值下，连接件长生极限状态；在荷载标准值下，连接件长生极限状态；在荷载标准值下，连接件长生相对滑移，作为其正常的使用极限状态。相对滑移，作为其正常的使用极限状态。相对滑移，作为其正常的使用极限状态。相对滑移，作为其正常的使用极限状态。一、螺栓的分类：一、螺栓的分类：一、螺栓的分类：一、螺栓的分类：5 5 5 5、高强螺栓的选用、高强螺栓的选用、高强螺栓的选用、高强螺栓的选用 考虑到在强震反复作用下，连接摩擦面可能会失效，这时考虑到在强震反复作用下，连接摩擦面可能会失效，这时考虑到在强震反复作用下，连接摩擦面可能会失效，这时考虑到在强震反复作用下，连接摩擦面可能会失效，这时候的抗剪承载力还是要取决于螺栓抗剪能力和板件承压能候的抗剪承载力还是要取决于螺栓抗剪能力和板件承压能候的抗剪承载力还是要取决于螺栓抗剪能力和板件承压能候的抗剪承载力还是要取决于螺栓抗剪能力和板件承压能力，因此抗震规范规定了高强度螺栓极限受剪的承载力计力，因此抗震规范规定了高强度螺栓极限受剪的承载力计力，因此抗震规范规定了高强度螺栓极限受剪的承载力计力，因此抗震规范规定了高强度螺栓极限受剪的承载力计算公式。尽管承压型在设计数值上占有优势，但由于其属算公式。尽管承压型在设计数值上占有优势，但由于其属算公式。尽管承压型在设计数值上占有优势，但由于其属算公式。尽管承压型在设计数值上占有优势，但由于其属于剪压破坏型式，螺栓孔为类似普通螺栓的孔隙型螺栓孔，于剪压破坏型式，螺栓孔为类似普通螺栓的孔隙型螺栓孔，于剪压破坏型式，螺栓孔为类似普通螺栓的孔隙型螺栓孔，于剪压破坏型式，螺栓孔为类似普通螺栓的孔隙型螺栓孔，在承受荷载作用时的变形远大于摩擦型，所以高强度螺栓在承受荷载作用时的变形远大于摩擦型，所以高强度螺栓在承受荷载作用时的变形远大于摩擦型，所以高强度螺栓在承受荷载作用时的变形远大于摩擦型，所以高强度螺栓承压型主要用于非抗震构件连接、非承受动荷载构件连接、承压型主要用于非抗震构件连接、非承受动荷载构件连接、承压型主要用于非抗震构件连接、非承受动荷载构件连接、承压型主要用于非抗震构件连接、非承受动荷载构件连接、非反复作用构件连接。非反复作用构件连接。非反复作用构件连接。非反复作用构件连接。高强度螺栓在生产上全称叫高强度螺栓连接副，高强度螺栓在生产上全称叫高强度螺栓连接副，高强度螺栓在生产上全称叫高强度螺栓连接副，高强度螺栓在生产上全称叫高强度螺栓连接副，一般不简称为高强螺栓。一般不简称为高强螺栓。一般不简称为高强螺栓。一般不简称为高强螺栓。大六角高强螺栓由一个大六角头螺栓、一个螺母、大六角高强螺栓由一个大六角头螺栓、一个螺母、大六角高强螺栓由一个大六角头螺栓、一个螺母、大六角高强螺栓由一个大六角头螺栓、一个螺母、两个垫圈组成。扭剪型高强螺栓有一个螺杆、一两个垫圈组成。扭剪型高强螺栓有一个螺杆、一两个垫圈组成。扭剪型高强螺栓有一个螺杆、一两个垫圈组成。扭剪型高强螺栓有一个螺杆、一个螺母、一个垫圈组成。个螺母、一个垫圈组成。个螺母、一个垫圈组成。个螺母、一个垫圈组成。二、螺栓的组成：二、螺栓的组成：高强螺栓的材质：高强螺栓的材质：高强螺栓的材质：高强螺栓的材质：二、螺栓的构造：二、螺栓的构造：摩擦型高强螺栓计算：摩擦型高强螺栓计算：摩擦型高强螺栓计算：摩擦型高强螺栓计算：抗剪连接中（承受垂直于螺栓杆轴方向的内力），一抗剪连接中（承受垂直于螺栓杆轴方向的内力），一抗剪连接中（承受垂直于螺栓杆轴方向的内力），一抗剪连接中（承受垂直于螺栓杆轴方向的内力），一个高强螺栓受剪承载力应按下式计算：个高强螺栓受剪承载力应按下式计算：个高强螺栓受剪承载力应按下式计算：个高强螺栓受剪承载力应按下式计算：k:k:系数，普通钢结构取，冷弯薄壁型钢区系数，普通钢结构取，冷弯薄壁型钢区n:n:摩擦面数量摩擦面数量u u：摩擦面抗滑移系数：摩擦面抗滑移系数P:P:高强螺栓预拉力高强螺栓预拉力三、螺栓的计算三、螺栓的计算延杆轴方向受拉时一个高强螺栓的受拉承载力延杆轴方向受拉时一个高强螺栓的受拉承载力按以下计算：按以下计算：高强螺栓预拉力高强螺栓预拉力三、螺栓的计算三、螺栓的计算高强螺栓在铰接状态下的计算：高强螺栓在铰接状态下的计算：1.1.典型的连接：典型的连接：三、螺栓的计算三、螺栓的计算梁柱铰接梁柱铰接梁梁铰接梁梁铰接2.2.铰接节点螺栓群的计算：铰接节点螺栓群的计算：三、螺栓的计算三、螺栓的计算3.3.3.3.刚刚刚刚接节点螺栓群的计算：接节点螺栓群的计算：接节点螺栓群的计算：接节点螺栓群的计算：弯剪作用一弯剪作用一弯剪作用一弯剪作用一弯矩作用下的拉力：弯矩作用下的拉力：剪力作用下所承受的剪力剪力作用下所承受的剪力：以上两个条件共同满足以上两个条件共同满足三、螺栓的计算三、螺栓的计算弯剪作用二弯剪作用二三、螺栓的计算三、螺栓的计算在弯轴剪作用下在弯轴剪作用下（当（当yi/x1yi/x13 3时）时）三、螺栓的计算三、螺栓的计算承压型高强螺栓的计算：承压型高强螺栓的计算：螺栓群的计算模式和摩擦型的相同，但单个螺栓的承载螺栓群的计算模式和摩擦型的相同，但单个螺栓的承载力不同。力不同。1.1.单个螺栓承载力：单个螺栓承载力：受剪承载力设计值：受剪承载力设计值：承压承载力设计值：承压承载力设计值：三、螺栓的计算三、螺栓的计算2.2.说明：说明：承压型高强螺栓在受剪时，应取以上两式中承压型高强螺栓在受剪时，应取以上两式中较小值。较小值。在同时受剪和杆轴方向的拉力时应符合以下在同时受剪和杆轴方向的拉力时应符合以下要求。要求。在受剪或同时受剪和杆轴方向的拉力时，承在受剪或同时受剪和杆轴方向的拉力时，承载力设计值不大于摩擦型高强螺栓的载力设计值不大于摩擦型高强螺栓的倍。倍。三、螺栓的计算三、螺栓的计算且且每个杆件接头的一端高强螺栓不宜少于每个杆件接头的一端高强螺栓不宜少于每个杆件接头的一端高强螺栓不宜少于每个杆件接头的一端高强螺栓不宜少于2 2 2 2个个个个。高强螺栓应采用钻孔。高强螺栓应采用钻孔。高强螺栓应采用钻孔。高强螺栓应采用钻孔。螺栓直径螺栓直径螺栓直径螺栓直径（mmmmmmmm）12121212161616162020202022222222242424242727272730303030螺栓孔径螺栓孔径螺栓孔径螺栓孔径(mm)(mm)(mm)(mm)13.513.513.513.5 17.517.517.517.5 2222222224242424262626263030303033333333四、构造要求四、构造要求四、构造要求四、构造要求高强螺栓连接处的操作空间。高强螺栓连接处的操作空间。高强螺栓连接处的操作空间。高强螺栓连接处的操作空间。扳手类型扳手类型扳手类型扳手类型最小尺寸（最小尺寸（最小尺寸（最小尺寸（mmmmmmmm）a a a ab b b b手动定矩扳手手动定矩扳手手动定矩扳手手动定矩扳手45454545140+c140+c140+c140+c扭剪型电动扳手扭剪型电动扳手扭剪型电动扳手扭剪型电动扳手65656565530+c530+c530+c530+c大六角电动扳手大六角电动扳手大六角电动扳手大六角电动扳手60606060高强螺栓的孔距及边距应符合下表要求。高强螺栓的孔距及边距应符合下表要求。高强螺栓的孔距及边距应符合下表要求。高强螺栓的孔距及边距应符合下表要求。四、构造要求四、构造要求四、构造要求四、构造要求高强螺栓长度的计算：高强螺栓长度的计算：高强螺栓长度的计算：高强螺栓长度的计算：L=L+LL=L+LL=L+LL=L+L螺栓直径（螺栓直径（螺栓直径（螺栓直径（mmmmmmmm）12121212161616162020202022222222242424242727272730303030大六角高强螺栓大六角高强螺栓大六角高强螺栓大六角高强螺栓25252525303030303535353540404040454545455050505055555555扭剪型高强度螺栓扭剪型高强度螺栓扭剪型高强度螺栓扭剪型高强度螺栓25252525303030303535353540404040普通螺栓普通螺栓普通螺栓普通螺栓 1.1.1.1.普通螺栓分普通螺栓分普通螺栓分普通螺栓分A A A A、B B B B、C C C C三种。前两种是精制螺栓，三种。前两种是精制螺栓，三种。前两种是精制螺栓，三种。前两种是精制螺栓，较少用。一般说的普通螺栓，均指较少用。一般说的普通螺栓，均指较少用。一般说的普通螺栓，均指较少用。一般说的普通螺栓，均指C C C C级普通螺栓。级普通螺栓。级普通螺栓。级普通螺栓。2.2.2.2.在一些临时连接及需拆卸的连接中，常用到在一些临时连接及需拆卸的连接中，常用到在一些临时连接及需拆卸的连接中，常用到在一些临时连接及需拆卸的连接中，常用到C C C C级普通螺栓。建筑结构常用的普通螺栓有级普通螺栓。建筑结构常用的普通螺栓有级普通螺栓。建筑结构常用的普通螺栓有级普通螺栓。建筑结构常用的普通螺栓有M16M16M16M16、M20M20M20M20、M24M24M24M24。某些机械工业粗制螺栓直径可能比较。某些机械工业粗制螺栓直径可能比较。某些机械工业粗制螺栓直径可能比较。某些机械工业粗制螺栓直径可能比较大，用途特殊。大，用途特殊。大，用途特殊。大，用途特殊。五、其它相关知识五、其它相关知识高强螺栓高强螺栓高强螺栓高强螺栓 1.1.1.1.高强螺栓的材料与普通螺栓不同。高强螺栓一高强螺栓的材料与普通螺栓不同。高强螺栓一高强螺栓的材料与普通螺栓不同。高强螺栓一高强螺栓的材料与普通螺栓不同。高强螺栓一般用于永久连接。常用的有般用于永久连接。常用的有般用于永久连接。常用的有般用于永久连接。常用的有M16M30M16M30M16M30M16M30。超大规格的。超大规格的。超大规格的。超大规格的高强螺栓性能不稳定，应慎重使用。高强螺栓性能不稳定，应慎重使用。高强螺栓性能不稳定，应慎重使用。高强螺栓性能不稳定，应慎重使用。2.2.2.2.建筑结构的主构件的螺栓连接，一般均采用高建筑结构的主构件的螺栓连接，一般均采用高建筑结构的主构件的螺栓连接，一般均采用高建筑结构的主构件的螺栓连接，一般均采用高强螺栓连接。强螺栓连接。强螺栓连接。强螺栓连接。3.3.3.3.工厂出厂的高强螺栓并不分承压型还是摩擦型。工厂出厂的高强螺栓并不分承压型还是摩擦型。工厂出厂的高强螺栓并不分承压型还是摩擦型。工厂出厂的高强螺栓并不分承压型还是摩擦型。只是在设计方法上有区别。只是在设计方法上有区别。只是在设计方法上有区别。只是在设计方法上有区别。五、其它相关知识五、其它相关知识4.4.4.4.摩擦型高强螺栓并不能充分发挥螺栓的潜能。在实际应用摩擦型高强螺栓并不能充分发挥螺栓的潜能。在实际应用摩擦型高强螺栓并不能充分发挥螺栓的潜能。在实际应用摩擦型高强螺栓并不能充分发挥螺栓的潜能。在实际应用中，对十分重要的结构或承受动力荷载的结构，尤其是荷中，对十分重要的结构或承受动力荷载的结构，尤其是荷中，对十分重要的结构或承受动力荷载的结构，尤其是荷中，对十分重要的结构或承受动力荷载的结构，尤其是荷载引起反向应力时，应该用摩擦型高强螺拴，此时可把未载引起反向应力时，应该用摩擦型高强螺拴，此时可把未载引起反向应力时，应该用摩擦型高强螺拴，此时可把未载引起反向应力时，应该用摩擦型高强螺拴，此时可把未发挥的螺栓潜能作为安全储备。除此以外的地方应采用承发挥的螺栓潜能作为安全储备。除此以外的地方应采用承发挥的螺栓潜能作为安全储备。除此以外的地方应采用承发挥的螺栓潜能作为安全储备。除此以外的地方应采用承压型高强螺栓连接以降低造价。压型高强螺栓连接以降低造价。压型高强螺栓连接以降低造价。压型高强螺栓连接以降低造价。普通螺栓与高强螺栓区别普通螺栓与高强螺栓区别普通螺栓与高强螺栓区别普通螺栓与高强螺栓区别 1.1.1.1.通螺栓可重复使用，高强螺栓不可重复使用。通螺栓可重复使用，高强螺栓不可重复使用。通螺栓可重复使用，高强螺栓不可重复使用。通螺栓可重复使用，高强螺栓不可重复使用。2.2.2.2.高强螺栓一般由高强钢材制成（高强螺栓一般由高强钢材制成（高强螺栓一般由高强钢材制成（高强螺栓一般由高强钢材制成（45454545号钢号钢号钢号钢(8.8s),20MmTiB(10.9S)(8.8s),20MmTiB(10.9S)(8.8s),20MmTiB(10.9S)(8.8s),20MmTiB(10.9S)，是预应力螺栓，是预应力螺栓，是预应力螺栓，是预应力螺栓,摩擦型用扭矩扳摩擦型用扭矩扳摩擦型用扭矩扳摩擦型用扭矩扳手施加规定预应力手施加规定预应力手施加规定预应力手施加规定预应力,承压型拧掉梅花头。普通螺栓一般由承压型拧掉梅花头。普通螺栓一般由承压型拧掉梅花头。普通螺栓一般由承压型拧掉梅花头。普通螺栓一般由普通钢材普通钢材普通钢材普通钢材(Q235)(Q235)(Q235)(Q235)制成，只需拧紧即可。制成，只需拧紧即可。制成，只需拧紧即可。制成，只需拧紧即可。五、其它相关知识五、其它相关知识3.3.3.3.普通螺栓一般为级、级、级和级。高强螺栓一般为级和级，普通螺栓一般为级、级、级和级。高强螺栓一般为级和级，普通螺栓一般为级、级、级和级。高强螺栓一般为级和级，普通螺栓一般为级、级、级和级。高强螺栓一般为级和级，其中级居多。其中级居多。其中级居多。其中级居多。4.4.4.4.普通螺栓的螺孔不一定比高强螺栓大。实际上，普通螺栓普通螺栓的螺孔不一定比高强螺栓大。实际上，普通螺栓普通螺栓的螺孔不一定比高强螺栓大。实际上，普通螺栓普通螺栓的螺孔不一定比高强螺栓大。实际上，普通螺栓螺孔比较小。普通螺栓螺孔比较小。普通螺栓螺孔比较小。普通螺栓螺孔比较小。普通螺栓A A A A、B B B B级螺孔一般只比螺栓大。级螺孔一般只比螺栓大。级螺孔一般只比螺栓大。级螺孔一般只比螺栓大。C C C C级级级级螺孔一般比螺栓大。摩擦型高强螺栓靠摩擦力传递荷载，螺孔一般比螺栓大。摩擦型高强螺栓靠摩擦力传递荷载，螺孔一般比螺栓大。摩擦型高强螺栓靠摩擦力传递荷载，螺孔一般比螺栓大。摩擦型高强螺栓靠摩擦力传递荷载，所以螺杆与螺孔之差可达。承压型高强螺栓传力特性是所以螺杆与螺孔之差可达。承压型高强螺栓传力特性是所以螺杆与螺孔之差可达。承压型高强螺栓传力特性是所以螺杆与螺孔之差可达。承压型高强螺栓传力特性是保证在正常使用情况下，剪力不超过摩擦力，与摩擦型高保证在正常使用情况下，剪力不超过摩擦力，与摩擦型高保证在正常使用情况下，剪力不超过摩擦力，与摩擦型高保证在正常使用情况下，剪力不超过摩擦力，与摩擦型高强螺栓相同。当荷载再增大时，连接板间将发生相对滑移，强螺栓相同。当荷载再增大时，连接板间将发生相对滑移，强螺栓相同。当荷载再增大时，连接板间将发生相对滑移，强螺栓相同。当荷载再增大时，连接板间将发生相对滑移，连接依靠螺杆抗剪和孔壁承压来传力，与普通螺栓相同，连接依靠螺杆抗剪和孔壁承压来传力，与普通螺栓相同，连接依靠螺杆抗剪和孔壁承压来传力，与普通螺栓相同，连接依靠螺杆抗剪和孔壁承压来传力，与普通螺栓相同，所以螺杆与螺孔之差略小些，为。所以螺杆与螺孔之差略小些，为。所以螺杆与螺孔之差略小些，为。所以螺杆与螺孔之差略小些，为。五、其它相关知识五、其它相关知识