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高强度螺栓连接计算是钢结构设计中一个重要的组成部分，它涉及到材料力学、结构工程等多个学科的知识。这份课件主要涵盖了以下几个方面的内容：

1.高强度螺栓的类型与特性：介绍常用的高强度螺栓（如摩擦型和承压型）及其在不同受力条件下的性能特点。

2.设计依据与规范标准：讲解现行国家标准《钢结构设计标准》GB500172017中关于高强度螺栓连接的相关规定，以及设计时应遵循的原则。

3.螺栓的承载力计算方法：

0005 某电厂桩基(预应力管桩)施工组织设计摩擦型高强度螺栓的抗滑移系数确定及其承载力计算。

承压型高强度螺栓的极限承载力计算及承载状态分析。

4.连接节点的设计与构造要求：包括但不限于节点详图、受力情况分析以及连接件的选择原则。

5.实例分析：通过实际工程案例详细解析高强度螺栓连接设计的具体步骤，帮助理解和掌握理论知识的应用。

6.安全性和可靠性评估方法：介绍如何对高强度螺栓连接进行安全性评价和可靠性预测。

7.新技术与发展趋势：简要介绍近年来在高强度螺栓连接计算方面的新技术、新方法及其可能的发展方向。

这份课件旨在为学生提供一个全面而深入的高强度螺栓连接知识体系，帮助他们在实际工程设计中做出更加合理的选择。通过学习这些内容，能够更好地理解和掌握高强度螺栓连接的设计原则和计算方法，提高结构工程的专业技能。

Ae—螺栓螺纹处有效截面积；fu—螺栓热处理后的最低抗拉强度；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

预拉力P见表5.4所示

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μ；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，[试验表明其大小随板件间的挤压力的减小而减小；与物理学中的摩擦系数有区别。]接触面的处理方法：喷砂、喷砂后生赤锈、喷砂后涂无机富锌漆、砂轮打磨、钢丝刷清除浮锈等。

3、高强度螺栓摩擦面抗滑移系数μ

规范给出了不同钢材在不同接触面的处理方法下的抗滑移系数μ,如下表

(1)抗剪连接工作性能受力过程与普通螺栓相似，分为四个阶段：摩擦传力的弹性阶段、滑移阶段、栓杆传力的弹性阶段、弹塑性阶段。但比较两条N—δ曲线可知，由于高强度螺栓因连接件间存在很大的摩擦力，故其第一个阶段远远大于普通螺栓。

4、高强度螺栓抗剪连接的工作性能和单栓承载力

A、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点而不是4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：

（2）、抗剪连接单栓承载力

B、对于高强度螺栓承压型抗剪连接，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。

当外拉力为零，即N=0时：P=C；当外拉力为Nt时：板件有被拉开趋势，板件间的压力C减小为C´，栓杆拉力P增加为P´，由力及变形协调得：

Ab—栓杆截面面积；Ap—板件挤压面面积；δ—板叠厚度。

5、高强度螺栓抗拉连接工作性能和单栓承载力

一般板件间的挤压面面积比栓杆截面面积大的多，近似取AP/Ab=10，得：

显然栓杆的拉力增加不大。另外，试验证明，当栓杆的外加拉力大于P时，卸载后螺栓杆的预拉力将减小，即发生松弛现象。但当Nt不大于0.8P时，则无松弛现象，这时P´≈1.08P，可认为螺杆的预拉力不变，且连接板件间有一定的挤压力保持紧密接触，所以现行规范规定：

当板件即将被拉开时：C´=0，有P´=Nt，因此：

上式未考虑橇力的影响，当考虑橇力影响时，螺栓杆的拉力P´与Nt的关系曲线如图：Nt≤0.5P时，橇力Q=0；Nt≥0.5P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Nt≤0.5P或增加连接板件的刚度（如设加劲肋）。

300250200150100500

A、摩擦型高强度螺栓的单栓抗拉承载力为：

B、承压型高强度螺栓的单栓抗拉承载力，因其破坏准则为螺栓杆被拉断，故计算方法与普通螺栓相同，即：

（1）高强度螺栓摩擦型连接尽管当Nt≤P时，栓杆的预拉力变化不大，但由于μ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。规范规定在V和N共同作用下应满足下式：

6、高强度螺栓连接在拉力和剪力共同作用下的工作性能和单栓承载力

对于高强度螺栓承压型连接在剪力和拉力共同作用下计算方法与普通螺栓相同。

为了防止孔壁的承压破坏，应满足：

系数1.2是考虑由于外拉力的存在导致高强度螺栓连接孔壁承压承载力降低的修正系数。

（2）高强度螺栓承压型连接

1、轴心力作用假定各螺栓受力均匀，故所需螺栓数：

二、高强度螺栓群的抗剪计算

A、高强度螺栓摩擦型连接

考虑孔前传力50%得：

高强度螺栓群轴心力作用下,为了防止板件被拉断尚应进行板件的净截面验算.

考虑孔前传力50%得：

B、高强度螺栓承压型连接的净截面验算与普通螺栓的净截面验算完全相同。

计算方法与普通螺栓相同，即：

2、扭矩或扭矩、剪力共同作用下

由此可得螺栓1的强度验算公式为:

1、轴心力作用假定各螺栓均匀受力，故所需螺栓数：

由于高强度螺栓的抗拉承载力一般总小于其预拉力P，故在弯矩作用下，连接板件接触面始终处于紧密接触状态，弹性性能较好，可认为是一个整体,所以假定连接的中和轴与螺栓群形心轴重合，最外侧螺栓受力最大。

三、高强度螺栓群的抗拉计算

因此，设计时只要满足下式即可：

偏心力作用下的高强度螺栓连接，螺栓最大拉力不应大于0.8P，以保证板件紧密贴合，端板不会被拉开《1000kv电抗器保护装置技术要求 gb/z 29327-2012》，所以摩擦型和承压型均可采用以下方法（叠加法）计算:

四、高强度螺栓群在拉力和剪力共同作用下的连接计算

Ⅱ、对于高强度螺栓承压型连接应满足：

Ⅰ、对于高强度螺栓摩擦型连接应满足：

1、采用高强度螺栓摩擦型连接时1号螺栓在N、M作用下所受拉力如前所述应满足：

五、高强度螺栓群在拉力、弯矩和剪力共同作用下的连接计算

对于高强度螺栓摩擦型连接，在拉力和剪力共同作用下，单栓抗剪承载力如前所述为：

某集团生产及附属厂房工程投标书施工组织设计2、采用高强度螺栓承压型连接时

作业题：5.1、5.4、5.5、5.7、5.8、5.9