§3.7高强螺栓连接的计算

高强螺栓长度计算
高强螺栓长度计算的公式为：
L = Lp + Lt + La + Lc
其中：
L为总长度，
Lp为螺距长度（即螺纹部分长度），
Lt为螺栓头部高度，
La为凸台长度，
Lc为擦拭长度。

具体计算步骤如下：
1. 确定螺纹部分的规格，例如M12、M16等。

2. 根据规格查找相应的螺纹长度Lp。

3. 根据需要确定螺栓头部高度Lt，一般为标准螺栓头部高度。

4. 根据需要确定凸台长度La，一般为标准凸台长度。

5. 根据需要确定擦拭长度Lc，一般为标准擦拭长度。

6. 将以上数值代入公式计算得到总长度L。

需要注意的是，以上长度的单位一般为毫米。

在实际应用中，还需考虑螺纹的拉伸、螺栓的预紧力等因素进行综合计算。

高强度螺栓连接的构造和计算一、高强度螺栓连接的工作性能1、高强度螺栓的抗剪性能由图3.5.2中可以看出，由于高强度螺栓连接有较大的预拉力，从而使被连板叠中有很大的预压力，当连接受剪时，主要依靠摩擦力传力的高强度螺栓连接的抗剪承载力可达到1点。

通过1点后，连接产生了滑解，当栓杆与孔壁接触后，连接又可继续承载直到破坏。

如果连接的承载力只用到1点，即为高强度螺栓摩擦型连接；如果连接的承载力用到4点，即为高强度螺栓承压型连接。

2、高强度螺栓的抗拉性能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（图3.6.1a）。

当对螺栓施加外拉力Nt，则栓杆在板层之间的压力未完全消失前被拉长，此时螺杆中拉力增量为ÄP，同时把压紧的板件拉松，使压力C减少ÄC（图3.6.1b）。

计算表明，当加于螺杆上的外拉力Nt为预拉力P的80%时，螺杆内的拉力增加很少，因此可认为此时螺杆的预拉力基本不变。

同时由实验得知，当外加拉力大于螺杆的预拉力时，卸荷后螺杆中的预拉力会变小，即发生松弛现象。

但当外加拉力小于螺杆预拉力的80%时，即无松弛现象发生。

也就是说，被连接板件接触面间仍能保持一定的压紧力，可以假定整个板面始终处于紧密接触状态。

但上述取值没有考虑杠杆作用而引起的撬力影响。

实际上这种杠杆作用存在于所有螺栓的抗拉连接中。

研究表明，当外拉力Nt≤0.5P时，不出现撬力，如图3.6.2所示，撬力Q大约在Nt达到0.5P 时开始出现，起初增加缓慢，以后逐渐加快，到临近破坏时因螺栓开始屈服而又有所下降。

由于撬力Q的存在，外拉力的极限值由Nu下降到N'u。

因此，如果在设计中不计算撬力Q，应使N≤0.5P；或者增大T 形连接件翼缘板的刚度。

分析表明，当翼缘板的厚度t1不小于2倍螺栓直径时，螺栓中可完全不产生撬力。

实际上很难满足这一条件，可采用图3.5.7所示的加劲肋代替。

在直接承受动力荷载的结构中，由于高强度螺栓连接受拉时的疲劳强度较低，每个高强度螺栓的外拉力不宜超过0.5P。

高强螺栓锚固长度计算摘要：1.高强螺栓锚固长度的定义和重要性2.高强螺栓锚固长度的计算方法3.影响高强螺栓锚固长度的因素4.高强螺栓锚固长度的注意事项5.结论正文：一、高强螺栓锚固长度的定义和重要性高强度螺栓锚固长度是指螺栓从构件表面到预埋件中心的距离，它是螺栓连接的主要设计参数之一。

高强度螺栓锚固长度的选择关系到构件的稳定性、承载力和使用寿命，因此在设计过程中具有重要意义。

二、高强螺栓锚固长度的计算方法高强度螺栓锚固长度的计算方法通常分为两种：一种是根据构件的材料、截面尺寸和螺栓的性能参数等因素，通过公式计算得出；另一种是根据设计规范和标准图集进行查表或插值计算。

1.公式计算法根据构件的材料、截面尺寸和螺栓的性能参数等因素，可以利用以下公式计算高强度螺栓锚固长度：L = (K × d) /(0.8 × σy)其中，L 为高强度螺栓锚固长度；K 为安全系数，一般取1.5；d 为螺栓直径；σy 为构件材料的屈服强度。

2.查表或插值计算法根据设计规范和标准图集，可以查表或插值计算高强度螺栓锚固长度。

这种方法适用于常见的构件材料和螺栓类型，计算过程较为简便。

三、影响高强螺栓锚固长度的因素高强度螺栓锚固长度受多种因素影响，主要包括以下几点：1.构件材料：不同材料的屈服强度和抗拉强度不同，会影响高强度螺栓锚固长度的计算结果。

2.螺栓类型：不同类型的螺栓，其性能参数如屈服强度、抗拉强度和硬度等不同，也会影响高强度螺栓锚固长度的计算结果。

3.构件截面尺寸：构件截面尺寸的变化会影响构件的抗弯承载力和抗剪承载力，从而影响高强度螺栓锚固长度的计算结果。

4.安全系数：安全系数的取值不同，计算得到的高强度螺栓锚固长度也会有所不同。

四、高强螺栓锚固长度的注意事项在设计和施工过程中，应注意以下几点：1.根据构件的材料、截面尺寸和螺栓的性能参数等因素，合理选择高强度螺栓锚固长度。

2.遵守设计规范和标准图集的规定，确保高强度螺栓锚固长度的计算结果可靠。

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。

§3.7 高强螺栓连接的计算一．预拉力的建立1．转角法：通过工艺试验，确定满足预拉力要求所需角度，在实际工程中采用固定转角，不精确；2．扭矩法：通过工艺试验，确定满足预拉力要求所需扭矩，制做特殊扳手，如机械的，光电的等等；3．扭矩螺栓：一种特制螺栓，用特殊扳手，拧断为止——预拉力建立完成。

扭剪型高强度螺栓螺母螺栓垫圈沟槽梅花头e u 1.20.90.90.9A f P ⨯⨯= 0.9——考虑材料不均匀程度的系数；0.9——超张拉5%～10%；0.9——以螺栓的抗拉强度为准，为安全起见引入的附加安全系数；1.2——拧紧螺栓时产生剪力降低栓杆的承拉能力；u f ——最低抗拉强度。

目前采用的螺栓只有8.8级和10.9级。

二．摩擦型高强螺栓的计算1．摩擦型高强螺栓的抗剪计算一个螺栓的抗剪承载能力：P P N μμv v b v 0.9n n 1.1111==对受力最不利螺栓，要求：v N ≤b v N2．摩擦型高强螺栓的抗拉计算（1）摩擦型高强螺栓的受力分析a)t Δe Δδ/2连接受力之前，根据平衡条件得：P C =连接受拉之后，螺栓伸长t ∆，被连接板压缩量恢复e ∆，此时，螺栓内拉力从P 增加为f P ，而被连接板间的压力从C 减小为f C ，假定外加拉力为ot N ，根据平衡条件得：f ot f C N P +=根据变形协调条件e t ∆=∆设螺栓和被连接板的弹性模量皆为E ，面积分别为b A 和μA ，则：δδσEA P P E b f tt -==∆ δδEA C C E σμf c c -==∆ δδσEA P P E b f tt -==∆ δδσE A C C E μf cc -==∆ bc f f A A P P C C =--ot f f ,N P C P C -==代入等式：bc f ot f A A P P N P P =-+- bc ot f 1A A N P P ++= b c b c 10,A A A A =>>取ot f 0.09N P P +=将ot N 除以平均荷载分项系数1.3，则ot f 0.07N P P +=若P P P N 1.07f ot ==，则，即当外拉力达到P 时，螺栓内拉力只增加7%，几乎接近5%。

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。

高强螺栓终凝扭矩计算公式引言。

在工程施工中，高强螺栓是一种常见的连接件，它具有承载能力强、安装方便等优点，因此被广泛应用于桥梁、建筑、机械设备等领域。

在螺栓的安装过程中，终凝扭矩是一个重要的参数，它直接影响着螺栓的紧固质量和安全性。

因此，准确计算高强螺栓的终凝扭矩是非常重要的。

高强螺栓的终凝扭矩计算公式。

高强螺栓的终凝扭矩计算公式可以用以下公式表示：T=K×F×d。

其中，T为螺栓的终凝扭矩，单位为N·m；K为螺栓的摩擦系数；F为螺栓的预紧力，单位为N；d为螺栓的公称直径，单位为mm。

螺栓的摩擦系数K。

螺栓的摩擦系数K是指在螺栓紧固过程中，由于螺栓和螺母之间的摩擦力而产生的阻力系数。

一般情况下，螺栓的摩擦系数K可以根据螺栓和螺母的材料和表面处理情况进行选择。

常见的螺栓摩擦系数K值为0.15~0.25。

螺栓的预紧力F。

螺栓的预紧力F是指在螺栓紧固过程中，施加在螺栓上的拉力。

螺栓的预紧力F可以通过螺栓的拉伸力来计算，通常情况下，螺栓的预紧力F可以根据设计要求和实际情况来确定。

螺栓的公称直径d。

螺栓的公称直径d是指螺栓的直径尺寸，一般情况下，螺栓的公称直径d可以根据设计要求和实际情况来确定。

终凝扭矩计算实例。

假设一根高强螺栓的摩擦系数K为0.2，预紧力F为10000N，公称直径d为20mm，那么该螺栓的终凝扭矩可以通过公式T=K×F×d来计算：T=0.2×10000N×20mm=2000N·m。

终凝扭矩的重要性。

高强螺栓的终凝扭矩是保证螺栓紧固质量和安全性的重要参数。

如果螺栓的终凝扭矩过小，会导致螺栓松动，从而影响设备的安全运行；如果螺栓的终凝扭矩过大，会导致螺栓过紧，从而影响设备的拆卸和维护。

因此，准确计算高强螺栓的终凝扭矩对于工程施工具有重要意义。

结论。

高强螺栓的终凝扭矩是保证螺栓紧固质量和安全性的重要参数，它可以通过公式T=K×F×d来计算。