如何进行高强度螺栓连接的计算?

(1)高强度螺栓摩擦型连接

(1)高强度螺栓摩擦型连接承受剪力作用时的计算

个摩擦型高强度螺栓的最大受剪承载力为:

式中n—传力摩擦面数;

μ—摩擦面的抗滑移系数;

P—一个高强度螺栓的预拉力，式中的0.9表示除以抗力分项系数1.111。

高强度螺栓摩擦型连接受剪时假定每个螺栓受力均勾，因此轴心力N作用下，连接一侧所需螺栓数日为:

螺栓群承受扭矩和剪力时，一个螺栓所受剪力的计算方法与普通螺栓连接相同，应使最大受剪螺栓的剪力不超过其抗剪承载力设计值，即

2)高强度螺栓摩擦型连接承受拉力作用时的计算

高强度螺栓受拉时，在螺栓杆轴方向受拉的连接中，每个高强度螺栓的承载力设计值为:

轴心受力连接使高强度螺栓受拉时，所需螺栓的数目为个。

如图5-45所示螺栓群承受弯矩作用的情形。它应使螺栓中承受的最大拉力不越过螺栓的抗拉承载力设计值，即。此种情况下，被连接板的接触面紧密贴合。因此按弹性分析方法时，叮认为中和轴在螺栓群的形心轴上，与普通螺栓连接小偏心受拉时相似，计算推导方法与其相同，最大承载力计算值为:

当承受偏心拉力时，如前所述可按普通螺栓小偏心受拉计算，公式为:

3)高强度螺栓摩擦型连接承受剪力和拉力联合作用时的计算高强度螺栓摩擦型连接承受拉力、剪力和弯矩的联合作用下，利用弹性理论设计，认为总剪力由全部n个螺栓均匀承担;单栓承担的剪力按实际受力计算，然后按最大受拉螺栓的拉力和剪力验算螺栓承载力，规范采用直线相关公式来表达承载力:

若将N"、N°的表达式代入式(5-54)，即可得钊等价的承载力设计值:

[例5-10]试验算如图5-46所示高强度螺栓连接的强度。被连接板件的钢材为Q235,螺栓10.9级，螺栓取M20,孔径22mm。接触面采用喷砂处理,生赤锈，按摩擦型计算此连接是否安全。

[解]将作用到螺栓群上图5-46 [例5-10]图的力F移到螺栓群截面形心处，产生如下内力:

拉力N=Pcos60°=768×0.5kN=384kN

剪力V=Psin60°=768×0.866kN=665kN

弯矩M=Ne=384x150kN.mm=57600kNmm

连接受到拉力、剪力和弯矩的联合作用F,最危险螺栓所承受的拉力为:

一个摩擦型高强度螺栓承载力设计值为;

一个螺栓承受的剪力为:

强度可以保证。

以上计算偏于保守。因各排螺栓所受拉力不同，因而其抗剪承载力也不同。若按使连接所受剪力小于等于连接中各排蜾栓抗剪设计承载力的总和来计算,则会获得更为合理的结果。

(2)高强度螺栓承压型连接

1)高强度螺栓承压型连接承受剪力作用时的计算承压型高强度螺栓的抗剪承载力设计值按下式计算:

抗剪承载力设计值:

承压承载力设计值

2)高强度螺栓承压型连接承受拉力作用时的计算承压型高强度螺栓承受拉力时的受力状态和普通螺栓受拉时相同，因而承压型高度螺栓抗拉承载力设计值按下式计算:

3)高强度螺栓承压型连接承受剪力和拉力联合作用时的计算

同时承受剪力和杆轴方向拉力的承压型高强度螺栓，应符合下式的要求:

由于在只承受剪力的连接中，高强度螺栓对被连接板有强大的压紧作用，使承压的板件孔前区形成三向压应力场，因而其承压强度设计值比普通螵栓的要高得多。但对受有杆轴方向拉力的高强度螺栓，被连接板间的压紧作用随外力的增加而减小，因而承压强度设计值也随之降低。承压型高强度螺栓的承压强度设计值随外拉力的变化而变化。为了计算方便，规范规定只要有外拉力作用就将承压强度设计值除以1.2予以降低。

[例5-11]条件与[例5-10]相同，但螺栓取M22，孔径23.5mmn，剪切面不在螺栓螺纹处，按承压型计算。

[解][例5-10]已算出:N1=48kN <0.8P =0.8×155kN=124kN