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1、3.8 高 強 度 螺 栓 連 接 的 工 作 性 能 和 計 算 了 解 高 強 螺 栓 連 接 構(gòu) 造 了 解 高 強 螺 栓 連 接 受 力 特 點 掌 握 高 強 螺 栓 連 接 計 算教 學(xué) 目 與 要 求 高 強 度 螺 栓 的 工 作 性 能 和 螺 栓 群 的 計 算 重 點 高 強 度 螺 栓 連 接 的 構(gòu) 造 和 計 算 （ 2） 難 點教 學(xué) 內(nèi) 容 當(dāng) 連 接 板 件 過 薄 時 ， 可能 因 承 壓 強 度 不 足 而 破壞 ， 需 按 下 列 公 式 計 算螺 栓 的 承 壓 承 載 力 ： 3.7 螺 栓 連 接 的 工 作 性 能 和 計 算122 bttbv

2、v NNNN螺 桿 受 剪 兼 受 拉 破 壞 bcv NN v VN n v栓 孔 ： 鉆 成 孔v按 受 力 特 征 分 類 ： 摩 擦 型 連 接 、 承 壓 型 連 接 和 承 受 拉 力 的連 接v級 別 ： 10.9級 和 8.8級v影 響 承 載 力 的 因 素 ： 栓 桿 預(yù) 拉 力 、 連 接 表 面 抗 滑 移 系 數(shù) 和鋼 材 種 類3.8.1高 強 度 螺 栓 連 接 的 工 作 性 能高 強 度 螺 栓 連 接 和 普 通 螺 栓 連 接 的 主 要 區(qū) 別 在 于 ： 高強 度 螺 栓 連 接 除 了 材 料 強 度 高 之 外 ， 而 且 在 擰 緊 螺 帽 時

3、，螺 栓 內(nèi) 施 加 了 很 大 的 預(yù) 拉 力 ， 連 接 件 間 的 擠 壓 力 就 很 大 ，因 而 接 觸 面 的 摩 擦 力 就 很 大 ， 這 種 預(yù) 拉 力 和 摩 擦 力 對 高強 度 螺 栓 傳 遞 外 力 的 機 制 產(chǎn) 生 了 很 大 的 影 響 。3.8 高 強 度 螺 栓 連 接 的 工 作 性 能 和 計 算 3.8.1.1. 高 強 度 螺 栓 的 預(yù) 拉 力v施 加 方 法 ： 扭 矩 法 、 轉(zhuǎn) 角 法 和 扭 剪 法v預(yù) 拉 力 設(shè) 計 值 ：v高 強 度 螺 栓 預(yù) 拉 力 設(shè) 計 值 按 材 料 強 度 和 螺 栓 有 效 截 面 積確 定 ,上 式 中

4、 的 幾 個 系 數(shù) 分 別 考 慮 了 幾 個 影 響 因 素 表 3-8 一 個 高 強 度 螺 栓 的 預(yù) 拉 力 設(shè) 計 值 P（ kN） 取 值 時 考 慮 ：3.8.1 高 強 度 螺 栓 連 接 的 工 作 性 能 eueu 6075.02.1 9.09.09.0 AfAfP 3.8.1.2.高 強 度 螺 栓 連 接 的 摩 擦 面 抗 滑 移 系 數(shù)v試 驗 研 究 表 明 ， 高 強 度 螺 栓 連 接 的 摩 擦 面 抗 滑 移 系 數(shù) 的 大小 與 構(gòu) 件 的 種 類 和 連 接 處 構(gòu) 件 接 觸 面 的 處 理 方 法 有 關(guān) 。高 強 度 螺 栓 連 接 的 摩

5、擦 面 抗 滑 移 系 數(shù) 的 大 小 見 表 3-9 v對 于 承 壓 型 連 接 ， 只 要 求 清 除 油 污 及 浮 銹v對 于 摩 擦 型 連 接 ， 對 摩 擦 面 抗 滑 移 系 數(shù) 有 要 求3.8.1.3 高 強 度 螺 栓 的 抗 剪 連 接 的 工 作 性 能1. 高 強 度 螺 栓 摩 擦 型 連 接一 個 摩 擦 型 高 強 度 螺 栓 的 抗 剪 承 載 力 設(shè) 計 值 為 PnN fbv 9.0 v式 中 0.9抗 力 分 項 系 數(shù) 的 倒 數(shù) ， 即 取0.9=1/R=1/1.111；vnf傳 力 摩 擦 面 數(shù) 目 ， 單 剪 時 ， nf=1； 雙 剪 時

6、 ，nf=2； 四 剪 時 ， nv=4； 見 圖 24b bv v vdN n fb bc cN d tf 2. 高 強 度 螺 栓 承 壓 型 連 接一 個 抗 剪 螺 栓 的 設(shè) 計 承 載 能 力 計 算抗 剪 承 載 力 設(shè) 計 值承 壓 承 載 力 設(shè) 計 值一 個 抗 剪 螺 栓 的 承 載 力 設(shè) 計 值 應(yīng) 取 上 面 兩 式 的 較 小 值u當(dāng) 剪 切 面 在 螺 紋 處 時 ， 承 壓 型 高 強 度 螺 栓 的抗 剪 承 載 力 應(yīng) 按 螺 紋 處 的 有 效 截 面 面 積 計 算 3.8.1.4 高 強 度 螺 栓 抗 拉 連 接 的 工 作 性 能一 個 摩 擦

7、型 高 強 度 螺 栓 的 抗 拉 承 載 力 設(shè) 計 值 取 為 ：PN 8.0bt (3-55) 3.8.1.5高 強 度 螺 栓 同 時 受 剪 力 和 拉 力 的 連 接 工作 性 能1 高 強 度 螺 栓 摩 擦 型 連 接在 外 剪 力 和 外 拉 力 作 用 下 ， 對 于 高 強 度 螺 栓 摩 擦 型連 接 來 說 ， 外 剪 力 由 連 接 件 摩 擦 面 間 的 摩 擦 力 來 傳 遞， 螺 栓 僅 承 受 外 拉 力 。 由 高 強 度 螺 栓 的 抗 拉 工 作 性 能可 知 ， 摩 擦 型 連 接 高 強 度 螺 栓 所 承 受 的 外 拉 力 不 能 超過 0.8

8、P。 v一 個 受 外 拉 力 作 用 的 摩 擦 型 連 接 高 強 度 螺 栓 的 抗 剪 承 載 力設(shè) 計 值 為 ： tfbv 25.19.0 NPnN 式 中 Nt 0.8P 1 bttbvv NNNN PnN fbv 9.0 規(guī) 范 規(guī) 定 的 其 承 載 力 的 另 一 種 計 算 公 式 ： 2. 高 強 度 螺 栓 連 接 的 摩 擦 面 抗 滑 移 系 數(shù) (表 3.9)v對 于 承 壓 型 連 接 ， 只 要 求 清 除 油 污 及 浮 銹v對 于 摩 擦 型 連 接 ， 對 摩 擦 面 抗 滑 移 系 數(shù) 有 要 求3. 高 強 度 螺 栓 的 排 列v要 求 同 普

9、通 螺 栓 ， 同 樣 要 考 慮 連 接 長 度 對 承 載 力 的 不 利影 響 。 1. 高 強 度 螺 栓 摩 擦 型 連 接3.8.2 高 強 度 螺 栓 的 抗 剪 承 載 力 設(shè) 計 值 PnN fbv 9.02. 高 強 度 螺 栓 承 壓 型 連 接破 壞 狀 態(tài) 同 普 通 螺 栓 ， 極 限 承 載 力 由 桿 身 抗 剪 和 孔壁 承 壓 決 定 ， 摩 擦 力 只 起 延 緩 滑 動 作 用 ， 計 算 方 法和 普 通 螺 栓 相 同 。 0.9抗 力 分 項 系 數(shù) 的 倒 數(shù) ， 即 0.9=1/R=1/1.111；nf傳 力 摩 擦 面 數(shù) 目 ， 單 剪 時

10、 ， nf=1； 雙 剪 時 ， nf=2；四 剪 時 ， nv=4； 見 圖 3-7；P一 個 高 強 度 螺 栓 的 預(yù) 拉 力 設(shè) 計 值 ， 見 表 3-8；摩 擦 面 的 抗 滑 移 系 數(shù) ， 見 表 3-9。 1. 軸 心 力 作 用 時v螺 栓 數(shù) ： minbn N N3.8.3 高 強 度 螺 栓 群 的 抗 剪 計 算對 于 承 壓 型 連 接 Nbmin按 式 3-32和 式 3-33計 算 ， 取 較 小 值 ， 只是 其 中 的 fvb 、 fcb要 用 高 強 度 螺 栓 的 強 度 設(shè) 計 值 。 當(dāng) 剪 切 面 在螺 紋 處 時 式 3-32中 的 d改 為

11、de。 bv2vbv 4 fdnN bcbc ftdN 2. 扭 矩 作 用 時 ， 及 扭 矩 、 剪 力 、 軸 心 力 共 同 作 用 時v螺 栓 群 受 扭 矩 T、 剪 力 V和 軸 心 力 N共 同 作 用 的 高 強 度 螺 栓連 接 的 抗 剪 計 算 與 普 通 螺 栓 相 同 ， 只 是 用 高 強 度 螺 栓 的承 載 力 設(shè) 計 值 。 1. 高 強 度 螺 栓 的 抗 拉 連 接 性 能v 規(guī) 范 規(guī) 定 每 個 摩 擦 型 高 強 度 螺 栓 的 抗 拉 設(shè) 計 承 載 力 不 得 大 于 0.8P， 螺栓 桿 內(nèi) 原 預(yù) 拉 力 基 本 不 變 。3.8.5 高

12、強 度 螺 栓 的 抗 拉 連 接圖 7-82 高 強 度 螺 栓 受 拉 v撬 力 的 影 響 ： 限 制 抗 拉 承 載 力 在 0.8P以 內(nèi)高 強 度 螺 栓 拉 力 變 化 2. 高 強 度 螺 栓 抗 拉 連 接 計 算v抗 拉 承 載 力 ：v軸 心 拉 力 的 螺 栓 數(shù) ：v彎 矩 作 用 時 0.8btN P 圖 3-73 高 強 度 螺 栓 受 彎 連 接 btn N N v承 載 力 極 限 狀 態(tài) 板 不 被 拉 開 時 ， 中 和 軸 在 螺 栓 群 形 心 處 ； 板 可 被 拉 開 時 ， 與 普 通 螺 栓 一 樣 ， 中 和 軸 在 最 外 排 受 壓螺 栓

13、 形 心 處 。 21 1 0.8M iN My m y P 1. 高 強 度 螺 栓 摩 擦 型 連 接v 由 于 外 拉 力 的 作 用 ， 板 件 間 的 擠 壓 力 降 低v 每 個 螺 栓 的 抗 剪 承 載 力 也 隨 之 減 少v 抗 滑 移 系 數(shù) 隨 板 件 間 的 擠 壓 力 的 減 小 而 降 低1 v tb bv tN NN N 3.8.5同 時 受 剪 力 和 拉 力 的 高 強 度 螺 栓 連 接 計 算2. 高 強 度 螺 栓 承 壓 型 連 接當(dāng) 發(fā) 生 螺 桿 受 剪 和 受 拉 破 壞 時 ， 應(yīng) 按 下 式 驗 算 承 載 力 ： 2 2 1v tb bv

14、 tN NN N 1.2 bv cN N當(dāng) 螺 桿 與 孔 壁 擠 壓 時 ， 由 于 連 接 件 較 薄 會 發(fā) 生 孔 壁 擠壓 破 壞 時 ， 尚 應(yīng) 按 下 式 驗 算 承 載 力 ： 式 中 : Nv,Nt高 強 度 螺 栓 所 承 受 的 剪 力 和 拉 力 設(shè) 計 值 ； Nvb、 Ncb 、 Ntb單 個 高 強 度 螺 栓 的 抗 剪 、 承 壓 、抗 拉 承 載 力 設(shè) 計 值 . 3.7 螺 栓 連 接 的 工 作 性 能 和 計 算螺 栓 群 在 扭 矩 、 剪 力 、 軸 心 力 作 用 下 的 抗 剪 計 算V eo(a)o 承 托 （ 板 ）螺 栓 群 承 受 彎

15、 矩 和 拉 力(b) (c)y受壓區(qū)ymaxN y 23y刨 平 頂 緊M ymin N min eN 3o(y1)N maxN 2N N 中 和 軸y y 321 N 3o e N 1N 2N 在 剪 力 V和 軸 心 力 N作 用 下 ， 螺 栓 均 勻 受 力 ：11 1 1T Tx yN N r1VyN V n 11 1 1T Ty xN N r1NxN N n 2 21 1 1 1 1 min( ) ( )N T V T bx x y yN N N N N N 在 扭 矩 作 用 下 ， 螺 栓 1受 力 ： 則 螺 栓 1承 受 的 最 大 剪 力 N1應(yīng) 滿 足 ： vN V

16、n 21 1Mt iN N My m y 2 2( ) ( ) 1v tb bv tN NN N bv cN N 支 托 僅 起 安 裝 作 用 ： 螺 栓 群 承 受 彎 矩 M和 剪 力 V螺 栓 不 發(fā) 生 拉 剪 破 壞板 不 發(fā) 生 承 壓 破 壞式 中 Nv， Nt 一 個 螺 栓 承 受 的 剪 力 和 拉 力 設(shè) 計 值Nvb， Ntb 一 個 螺 栓 的 承 剪 和 抗 拉 承 載 力 設(shè) 計 值 。 v支 托 承 受 剪 力 ： 螺 栓 群 只 承 受 彎 矩 M 21 1M bt i tN N My m y N wf e w fV h l f 支 托 和 柱 翼 緣 的 角 焊 縫 驗 算為 考 慮 剪 力 V偏 心 對 角 焊 縫 的 影 響 ， 取 1.251.35 例 3.17、 3.18例 題 1、 高 強 度 螺 栓 連 接 的 構(gòu) 造 要 求2、 理 解 高 強 度 受 剪 螺 栓 連 接 的 受 力 性 能3、 掌 握 高 強 度 受 剪 螺 栓 連 接 計 算 方 法小 節(jié) 1.習(xí) 題 3.8作 業(yè)