高强螺栓摩擦型连接的计算方法

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1、高强螺栓摩擦型连接的计算方法工程建设与设计!""#年第$"期高强螺栓摩擦型连接的计算方法李鸿博（同济大学地下建筑与工程系，上海200092）[摘要]讨论了摩擦型高强度螺栓连接在同时承受剪力和拉力时的计算公式及应用。[关键词]高强螺栓；摩擦型；连接；计算[中图分类号]TU391；TU311[中图分类号]A[文献标识码]1007-9467（2005）10-0029-021引言3计算方法高强螺栓连接正广泛的应用于工程实践中，特别是摩钢结构设计规范（GB50017）中规定在同时受剪和受拉时，单个摩擦型高强螺栓承载力公式为[

2、2]：擦型的连接应用更广。本文从高强螺栓摩擦型连接的工作""性能入手，结合规范给出的公式，深入解析公式中每个变量!#/!#+!(/!(（4）的具体含义，并给出螺栓群同时受剪力和拉力的计算公式。""式中，!#、!(分别为某个高强螺栓所承受的剪力和拉力；!、!#(2螺栓受力性能和承载力分别为一个高强螺栓的受剪、受拉承载力设计值。但公式仅给出了单个螺栓受剪拉时的计算公式，对于受2.1高强螺栓摩擦型连接的抗剪性能和承载力剪拉的螺栓群计算方法，并没有加以说明。下面将讨论螺栓高强螺栓安装时将螺栓拧紧，螺杆内产生预拉力，这个群受

3、剪拉时螺栓的受力情况，并据此的出相应的计算公式。预拉力使螺杆压紧构件接触面，靠接触面的摩擦力来阻止3.1螺栓所受的轴力其相互滑移，以达到传递外力的目的。高强度螺栓摩擦型连单独轴力作用下：接与普通螺栓连接的重要区别，就是完全不靠螺杆的抗剪!和孔壁的承压来传力，而是靠钢板间接触面的摩擦力传力。!(=（5）$摩擦型连接中高强螺栓的抗剪承载力的大小与其传力式中，!为拉力；$螺栓个数。摩擦面的抗滑移系数和对钢板的预压力有关。在弯距和轴力共同作用下，由于预拉力的存在，在摩擦[1]一个高强螺栓的抗剪承载力设计值为：型高强螺栓允许

4、的工作范围内，螺栓群在受力时将始终绕形"!#=0.9$%!&（1）心转动，而不会出现与普通螺栓类似的绕端部排螺栓转动的式中，$%为传力摩擦面数目；!为摩擦面的抗滑移系数；&为情况。因此：高强螺栓预拉力。)!*+)!=+（6）($2当存在外拉力时，!+)")!#=0.9$%!（&’1.25!()（2）式中，!(为第列螺栓所受的拉力；*为弯距；+)为第)列螺栓上式是考虑在外拉力!(的作用下，构件接触面上的挤至螺栓群中心距离，弯距导致受压一侧取负值。压力变为&!!(，同时摩擦系数也下降，如保持摩擦系数不螺栓最大拉力!(即

5、当+)取最大值+max时（即最外一列变，就必须适当提高!(的值，故取1.25!。螺栓至螺栓群中心的距离）公式（6）的取值：2.2高强螺栓摩擦型连接的抗拉性能和承载力!=!+*+max（7）(2高强螺栓由于预拉力作用，构件间在承受外力作用前已$!+)经有较大的挤压力，高强螺栓受到外力作用时，首先要抵消3.2螺栓所受的剪力这种压力，在克服挤压力之前，螺杆的预拉力基本不变。关于!#的取值，存在两种不同的的考虑原则和计算方试验表明，当外拉力过大时，螺栓将发生松弛现象，这对法[3]：连接抗剪性能是不利的，故规定一个高强螺栓的

6、抗拉承载力1）剪力平均分配的原则为：即认为所有剪力,由所有螺栓均匀承担，即："!(=0.9&（3）!#=,（8）$[作者简介]李鸿博（1981%），男，湖北当阳人，同济大学硕士研究"!按（2）式计算，!(为螺栓受到的最大拉力。生，从事结构设计方面的研究.(E-mail)limaolv@126.com#!&工程建设与设计!""#年第$"期建筑与结构设计2）整体原则第一种计算方法中，假定螺栓拉力为按弹性理论的倾斜直即认为不可能发生某一个螺栓处板件间摩擦力被克服线分布而剪力为均匀分担，在板件较厚而内力较小时比较的局部单独

7、滑移；而只有当总剪力!达到和超过各螺栓处接近实际受力情况。但当内力较大时，认为较大受拉螺栓即所提供的板件间摩擦力的总和时，板件才会发生整体的滑钢板与螺栓压紧力逐渐松脱处，仍能承受与其它螺栓处相移。即连接整体抗剪失效。因此，这种原则下每个螺栓所承等的剪力(摩擦力)，则将有较大偏差。按最大拉力和均匀分受的剪力是不等的。总的抗剪承载力应为每个螺栓抗剪承担剪力验算不够时，认为连接将局部单独滑移失效，则更使载力之和，即：设计偏于保守和所用螺栓过多。第二种计算方法考虑连接#$为整体，即比较总剪力和各螺校处所提供的摩擦力的总和，

8、!"=!0.9#%!（&’1.25())（9）$=1其受力分析较为合理并能节省螺栓，我国《钢结构高强螺栓$连接的设计、施工及验收规程》（JGJ82-91）中已规定采用式中，当(<0时，即螺栓受压，有利于摩擦力的提高，即增t[4]这种方法。大了抗剪承载力，当为了偏于安全考虑，不使抗剪承载力过$$4算例分提高，(<0时，取(=0。))如果仍按照（8）式计算(*，