高强螺栓连接的计算
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高强螺栓锚固长度计算一、高强螺栓概述高强螺栓,顾名思义,是一种具有高强度、高韧性的螺栓连接件。
它广泛应用于建筑、桥梁、机械等领域,起着固定和连接作用。
高强螺栓不仅具有较高的抗拉强度,还具有较好的抗震性能,因此在许多重要工程中发挥着重要作用。
二、锚固长度的计算方法1.基本公式高强螺栓的锚固长度计算公式为:L = (πD)^2 / 4πε其中,L表示锚固长度,D表示螺栓直径,ε表示混凝土的膨胀系数。
2.影响因素(1)混凝土强度:混凝土强度越高,允许的锚固长度越短。
(2)螺栓直径:螺栓直径越大,允许的锚固长度越长。
(3)锚固方式:不同锚固方式对锚固长度有不同要求。
例如,埋入式锚固的锚固长度相对较长,而粘结式锚固的锚固长度相对较短。
3.计算实例以一支直径为16mm的高强螺栓为例,根据公式计算:L = (π × 16mm)^2 / 4π × 1 × 10^-5 = 0.0001936m根据规范,16mm直径的高强螺栓允许的锚固长度为0.0001936m。
三、注意事项1.计算锚固长度时,应严格按照规范进行,以确保工程安全。
2.在实际施工中,锚固长度不得小于计算值,以确保螺栓的稳定性能。
3.不同工程结构、不同用途的高强螺栓,其锚固长度计算方法可能有所不同,需根据具体情况选用合适的计算公式。
四、总结高强螺栓的锚固长度计算是工程中一项十分重要的工作。
通过对高强螺栓的概述、锚固长度的计算方法、影响因素和注意事项的介绍,希望对大家在实际工程中计算高强螺栓锚固长度有所帮助。
在施工过程中,要严格按照规范操作,确保工程质量和安全。
高强螺栓长度计算高强螺栓连接必须严格控制螺栓的长度。
扭剪型高强螺栓的长度为螺头下支承面至螺尾切口处的长度;对高强大六角头螺栓应该再加一个垫圈的厚度,见图"(图中!* 为板层的厚度;! 为螺栓长度)。
高强螺栓长度一般计算式如下:L=L''+△L其中△L=M+NS+3P式中L—高强螺栓的长度;L''—连接板层总厚度;△L—附加长度,即紧固长度加长值;M—高强螺母公称厚度;N—垫圈个数,扭剪型高强螺栓为1,高强大六角头螺栓为2S—高强度垫圈公称厚度P—螺纹的螺距。
高强螺栓的紧固长度加长值=螺栓长度-板层厚度。
一般按连接板厚加表L的加长值,并取5mm的整倍数。
高强螺栓紧固长度加长值高强度螺栓施工前,应按出厂批复验高强度螺栓连接副的扭矩系数,每批复验8套,8套扭矩系数的平均值应在0.110~0.150范围之内,其标准偏差应小于或等于0.010。
其扭矩系数复检方法按GB50205《钢结构工程施工质量验收规范》规定进行。
试验后应在较短的时间内进行高强度螺栓的安装。
高强度螺栓的施工扭矩按下式计算确定:Tc=1.05k·Pc·dTc—施工扭矩(N·m);k—高强度螺栓连接副的扭矩系数的平均值;Pc—高强度螺栓施工预拉力(kN),见表1;d—高强度螺栓螺杆直径(mm);表1 高强度螺栓施工预拉力Pc (kN)螺栓性能等螺栓公称直径级M12 M16 M20 (M22) M24 M27 M308.8S 45 75 120 150 170 225 275 10.9S 60 110 170 210 250 320 390高强度螺栓施工前所用的扭矩扳手,在使用前必须校正,其扭矩误差不得大于±5% ,合格后方准使用。
校正用的扭矩扳手,其扭矩误差不得大于±3% 。
高强螺栓长度计算规格图。
计算梁的拼接接点设计型号H900x550x20x30工字钢梁高h=900mm工字钢腹板厚t w=20mm f=295f V=工字钢上翼缘b1=550mm宽工字钢上翼缘t f1=30mm f=265f V=厚工字钢下翼缘b2=550mm宽工字钢下翼缘t f2=30mm f=265f V=厚工字钢腹板高h w=840mm度截面面积A0b=49800mm2中和轴位置h1=450mm h2=450惯性矩I0x b=7234740000mm4截面抵抗矩W0x1b=16077200mm3W0x2b=16077200腹板连接板的h wm=680mm高度初定螺栓型号:M24P=190KN孔径26接触面处理方μ=0.45法:传力摩擦面个n=2数:2.拼接连接计算1) 梁单侧翼缘和腹杆的净截面面积估算和相应的连接螺栓数目估算:净截面面积估A nf1a=14025mm2算:A nf2a=14025mm2A nw a=14280mm2连接螺栓估算:采用n fb1a=21.7346491224n fb2a=21.7346491224n wb a=14.1964912316接连接板的厚度t11=18mm22(-22x550x1 000)t12=18mm22(-22x550x1 000)翼缘内侧拼接连接的宽度bb1=265mm260b2=265mm260翼缘内侧拼接连接板厚度:t21=19.86538462mm25(-25x260x1 000)t22=19.86538462mm25(-25x260x1 000)腹板两侧拼接连接板的厚度,t3=13.35294118mm16(-18x190x6 70)3)梁的截面特性(1)梁上的螺栓孔截面惯性矩:I rR b=1321242347mm4(2)扣除螺栓孔后的净截面惯性矩:I nx b=5913497653mm4(3)梁的净截面抵抗矩:W nx b=13141105.9mm3(4)梁单侧翼缘的净截面面积A nF b=13380mm2(5)梁腹板的净截面面积A nw b=12120mm24)梁的拼接连接按等强设计法的设计内力值弯矩M n b=3482393063N*m m剪力V n b=2060400N始估计的螺栓数目n fb1a=23.40789852<24ok!n fb2a=23.40789852<24ok!n wb=12.04912281<16ok!6)拼接连接板的校核(1)净截面面积的校核单侧翼缘拼接连接板的净截面面积A oF PL=20212>13380ok!腹板拼接连接板的净截面面积A oW PL=15104>12120ok!(2)拼接连接板刚性的校核拼接连接板的毛截面惯性矩I ox PL=8141877933cm4拼接连接板上的螺栓孔截面惯性矩I xR PL=1937869232cm4拼接连接板扣除螺栓孔后的净截面惯性矩I nx PL=6204008701cm4拼接连接板的净截面抵抗矩W nx PL=13144086.23>13141106ok!7)按抗震设计要求对拼接连接节点的最大承载力的校核(1)梁的全塑性弯矩M px b=4122207500N*m m(2)拼接连接节点的最大承载力的校核对弯矩梁翼缘拼接连接般的净截面抗拉最大承载力的相应最大弯矩M u1=8235652080梁翼缘连接高强度螺栓的抗剪最大承载力的相应最大弯矩M u2=9869558400梁翼缘板的边端截面抗拉最大承载力的相应最大弯矩M u3=14720400000>8.24E+09翼缘拼接连接板边端截面抗拉最大承载力的相应最大弯矩M u4=22931676000>8.24E+09M u=8235652080> 4.53E+09ok!对剪力梁腹板净截面面积的抗剪最大承载力:V u1=3288818.073梁腹板拼接连接板净截面面积的抗剪最大承载力:V u2=4098540.279>3288818腹板连接高强度螺栓的抗剪最大承载力V u3=7562880>3288818V u=3288818.073>446572.5ok!(3)螺栓孔对梁截面的削弱校核梁的毛截面面A0=49800mm2积螺栓孔的削弱面积:A R=10400mm2螺栓孔对梁截面的削弱率μr=21%<25%ok!170 155 155。
高强螺栓长度计算高强螺栓连接必须严格控制螺栓的长度。
扭剪型高强螺栓的长度为螺头下支承面至螺尾切口处的长度;对高强大六角头螺栓应该再加一个垫圈的厚度,见图"(图中!* 为板层的厚度;! 为螺栓长度)。
高强螺栓长度一般计算式如下:L=L''+△L其中△L=M+NS+3P式中L—高强螺栓的长度;L''—连接板层总厚度;△L—附加长度,即紧固长度加长值;M—高强螺母公称厚度;N—垫圈个数,扭剪型高强螺栓为1,高强大六角头螺栓为2S—高强度垫圈公称厚度P—螺纹的螺距。
高强螺栓的紧固长度加长值=螺栓长度-板层厚度。
一般按连接板厚加表L的加长值,并取5mm的整倍数。
高强螺栓紧固长度加长值高强度螺栓施工前,应按出厂批复验高强度螺栓连接副的扭矩系数,每批复验8套,8套扭矩系数的平均值应在0.110~0.150范围之内,其标准偏差应小于或等于0.010。
其扭矩系数复检方法按GB50205《钢结构工程施工质量验收规范》规定进行。
试验后应在较短的时间内进行高强度螺栓的安装。
高强度螺栓的施工扭矩按下式计算确定:Tc=1.05k·Pc·dTc—施工扭矩(N·m);k—高强度螺栓连接副的扭矩系数的平均值;Pc—高强度螺栓施工预拉力(kN),见表1;d—高强度螺栓螺杆直径(mm);表1 高强度螺栓施工预拉力Pc (kN)螺栓性能等螺栓公称直径级M12 M16 M20 (M22) M24 M27 M308.8S 45 75 120 150 170 225 275 10.9S 60 110 170 210 250 320 390高强度螺栓施工前所用的扭矩扳手,在使用前必须校正,其扭矩误差不得大于±5% ,合格后方准使用。
校正用的扭矩扳手,其扭矩误差不得大于±3% 。
高强螺栓长度计算规格图。
1 高强螺栓选定:长度=连接板层总厚+紧固长度加长值+螺母公称厚度+垫圈个数*垫圈厚度+3*螺纹螺距高强度螺栓就是可承受的载荷比同规格的普通螺栓要大.普通螺栓的材料是Q235(即A3)制造的.高强度螺栓的材料35#钢或其它优质材料,制成后进行热处理,提高了强度.两者的区别是材料强度的不同.从原材料看:高强度螺栓采用高强度材料制造。
高强螺栓的螺杆、螺帽和垫圈都由高强钢材制作,常用 45号钢、40硼钢、20锰钛硼钢。
普通螺栓常用Q235钢制造。
从强度等级上看:高强螺栓,使用日益广泛。
常用和两个强度等级,其中级居多。
普通螺栓强度等级要低,一般为级、级、级和级。
从受力特点来看:高强度螺栓施加预拉力和靠摩擦力传递外力。
普通螺栓连接靠栓杆抗剪和孔壁承压来传递剪力,拧紧螺帽时产生预拉力很小,其影响可以忽略不计,而高强螺栓除了其材料强度很高之外,还给螺栓施加很大预拉力,使连接构件间产生挤压力,从而使垂直于螺杆方向有很大摩擦力,而且预拉力、抗滑移系数和钢材种类都直接影响高强螺栓的承载力。
根据受力特点分承压型和摩擦型.两者计算方法不同。
高强螺栓最小规格M12,常用M16~M30,超大规格的螺栓性能不稳定,设计中应慎重使用。
高强度螺栓摩擦型和承压型连接的区别:高强螺栓连接是通过螺栓杆内很大的拧紧预拉力把连接板的板件夹紧,足以产生很大的摩擦力,从而提高连接的整体性和刚度,当受剪力时,按照设计和受力要求的不同,可分为高强螺栓摩擦型连接和高强螺栓承压型连接两种,两者的本质区别是极限状态不同,虽然是同一种螺栓,但是在计算方法、要求、适用范围等方面都有很大的不同。
在抗剪设计时,高强螺栓摩擦型连接是以外剪力达到板件接触面间由螺栓拧紧力所提供的可能最大摩擦力作为极限状态,也即是保证连接在整个使用期间内外剪力不超过最大摩擦力。
板件不会发生相对滑移变形(螺杆和孔壁之间始终保持原有的空隙量),被连接板件按弹性整体受力。
在抗剪设计时,高强螺栓承压型连接中允许外剪力超过最大摩擦力,这时被连接板件之间发生相对滑移变形,直到螺栓杆与孔壁接触,此后连接就靠螺栓杆身剪切和孔壁承压以及板件接触面间的摩擦力共同传力,最后以杆身剪切或孔壁承压破坏作为连接受剪的极限状态。