第3章-连接-8钢结构.ppt

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通过1点后，连接产生了滑移，当栓杆与孔壁接触后，连接又可继续承载直到破坏。

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，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。

对于高强度螺栓承压型连接，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。

3.6高强度螺栓连接的构造和计算,2）高强度螺栓的抗拉工作性能,图3.6.1高强度螺栓受拉,高强度螺栓在承受外拉力前，螺杆中已有很高的预拉力P，板层之间则有压力C，而P与C维持平衡C=P（状态a）。

加荷载拉力Nt后，螺栓拉力从P增加了P，板件挤压力则由C减小了C（状态b）。

3.6高强度螺栓连接的构造和计算,300250200150100500,50100150200250300,Pf（kN）,Nu,Nu,Nt（kN）,Q,有橇力时的螺栓破坏,无橇力时的螺栓破坏,计算表明，当螺杆的外拉力Nt为预拉力P的80时，螺杆内的拉力增加很少，可以认为此时螺杆的预拉力基本不变。

当考虑橇力影响时，螺栓杆的拉力Pf与Nt的关系曲线如图：

Nt0.5P时，橇力Q=0；Nt0.5P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Nt0.5P或增加连接板件的刚度（如设加劲肋）。

直接承受动力荷载的结构外拉力不宜超过0.5P,3.6高强度螺栓连接的构造和计算,

（1）高强度螺栓预拉力的建立方法,2.高强度螺栓连接的构造要求,大六角头螺栓的预拉力控制方法有：

a.力矩法初拧用力矩扳手拧至终拧力矩的30%50%，使板件贴紧密；终拧初拧基础上，按100%设计终拧力矩拧紧。

特点：

简单、易实施，但得到的预拉力误差较大。

为了保证通过摩擦力传递剪力，高强度度螺栓的预拉力P的准确控制非常重要。

b.转角法初拧用普通扳手拧至不动，使板件贴紧密；终拧初拧基础上用长扳手或电动扳手再拧过一定的角度，一般为120o180o完成终拧。

特点：

预拉力的建立简单、有效，但要防止欠拧、漏拧和超拧。

3.6高强度螺栓连接的构造和计算,扭断螺栓杆尾部法（扭剪型高强度螺栓）,初拧拧至终拧力矩的60%80%；终拧初拧基础上，以扭断螺栓杆尾部为准。

特点：

施工简单、技术要求低易实施、质量易保证等。

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：

终拧力矩偏差不应大于10%；如发现欠、漏和超拧螺栓应更换；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。

3.6高强度螺栓连接的构造和计算,Ae螺纹处有效截面积；fu螺栓热处理后的最抵抗拉强度；8.8级，取fu=830N/mm2，10.9级，取fu=1040N/mm2,

（2）高强度螺栓预拉力的确定,高强螺栓的预拉力设计值由下式确定,考虑材料的不均匀性的折减系数0.9；,为防止施工时超张拉导致螺杆破坏的折减系数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。

3.6高强度螺栓连接的构造和计算,由于高强度螺栓材料无明显的屈服点，用抗拉强度fu代替fy的附加安全系数0.9。

表3.6.1高强螺栓的预拉力P（GB50017）,表3.6.2高强度螺栓的预拉力P（GB50018）,3.6高强度螺栓连接的构造和计算,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；,（3）高强度螺栓摩擦面抗滑移系数,表3.6.3摩擦面抗滑移系数值,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，其大小随板件间的挤压力的减小而降低；,3.6高强度螺栓连接的构造和计算,试验证明，摩擦面涂红丹防锈漆后，抗滑移系数小于0.15，故摩擦面应严禁涂红丹。

另外，连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连接处表面的干燥。

3.6高强度螺栓连接的构造和计算,3.6.2高强度螺栓摩擦型连接计算,1.受剪连接承载力,一个摩擦型连接高强度螺栓抗剪承载力设计值:

0.9抗力分项系数R的倒数（R=1.111）;nf传力摩擦面数目;摩擦面抗滑移系数;P预拉力设计值.,2.受拉连接承载力,单个摩擦型连接高强度螺栓抗拉承载力设计值:

3.6高强度螺栓连接的构造和计算,3.同时承受剪力和拉力连接的承载力,尽管当NtP时，栓杆的预拉力变化不大，但由于随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。

实验结果表明，外加剪力和拉力与高强螺栓的受拉、受剪承载力设计值之间为线性关系，故规范规定在V和N共同作用下应满足下式：

3.6高强度螺栓连接的构造和计算,