螺栓连接计算公式总结

钢板的单面连接，如下图，按等强度原则计算。钢板承受轴心拉力，钢材的钢号为Q235，采用10.9S级的M20螺栓连接，孔径d。=21.5mm;连接处钢板的接触面采用喷砂处理，求连接螺栓的数目。

受拉钢板的单面拼接（单位：mm）

解：设拼接板的截面与被拼接板的截面相同，则拼接板的受拉承载力为

N= An fc =(450-4*21.5)*20*205*10-3 =1492.4KN

An ：连接板的截面有效面积（mm2）

fc ：连接板Q235钢材的强度设计值，205N/mm2

(1) 一般情况：

一个摩擦型高强度螺栓的受剪承载力设计值为：

Nbv = 0.9nfμp=0.9*1*0.45*155=63KN

0.9：抗力分项系数γR的倒数，即取γR=1/0.9=1.111

nf ：传力摩擦面数目，单剪时nf =1；双减时nf =2 μ：摩擦面抗滑移系数，高强度螺栓摩擦面抗滑移系数的大小与连接处构件接触面的处理方法和构件的钢号有关。试验表明，此系数值有随连接构件接触面间的压紧力减小而降低的现象，故与物理学中的摩擦系数有区别。

我国规范推荐采用的接触面处理方法有：喷砂、喷砂后涂无机富锌漆、喷砂后生赤锈和钢丝刷消除浮锈或对干净轧制表面不作处理等，各种处理方法相应的μ值详见表3.6.3和3.6.4。

由于冷弯薄壁型钢构件板壁较薄，其抗滑移系数均较普通钢结构的有所降低。

钢材表面经喷砂除锈后，表面看来光滑平整，实际上金属表面尚存在着微观的凹凸不平，高强度螺栓连接在很高的压紧力作用下，被连接构件表面相互啮合，钢材强度和硬度愈高，要使这种啮合的面产生滑移的力就愈大，因此，μ值与钢种有关。

试验证明，摩擦面涂红丹后μ＜0.15，即使经处理后仍然很低，故严禁在摩擦面上涂刷红丹。另外，连接在潮湿或淋雨条件下拼装，也会降低μ值，故应采取有效措施保证连接处表面的干燥。

螺栓规格 dmm螺距 Pmm计算拧紧力矩 TN·m屈服强度 ssMPa螺栓公称应力截面积 Asmm²外螺纹小径 d1mm外螺纹中径 d2mm螺纹原始三角形高度 Hmm计算直径 d3mm0.8*TN·m0.6*TN·m101.544.564058.08.3769.0261.2998.16035.626.72

粗牙M50.8////M610.75（0.5）//M81.2510.75（0.5）/M101.51.2510.75（0.5）钢号sb MPass MPaM121.751.51.251(0.75),(0.5)10335~400205M1421.51.251(0.75),(0.5)Q235-A375~60235M1621.51.251(0.75),(0.5)35530315M182.521.51(0.75),(0.5)45600355M202.521.51(0.75),(0.5)40Cr980785M24321.51(0.75)M27321.51(0.75)M303.5(3)21.5；1(0.75)等级sb MPass MPaM333.5(3)21.5(1),(0.75)3.6300180M364321.5(1)4.8400320M394321.5(1)5.6500300M424.5(4)32；1.5(1)8.8800640M485(4)32；1.5(1)10.91040900M525(4)32；1.5(1)M565.5432；1.5(1)M60(5.5)432；1.5(1)M646432；1.5(1)M686432；1.5(1)M726432；1.5(1)M766432；1.5(1)M806432； 1.5(1)螺纹联接件对应强度等级的机械性能 请在白色单元格输入相对应的数值，其他不要动。 通常取计算值的0.8倍左右作为实际应用的拧紧力矩值。（见绿色单元格）用力矩扳手正规测定拧紧力矩

螺纹规格螺距细牙

螺栓连接计算公式总结

螺栓连接是机械设计中常见的一种连接方式，其主要计算公式可以总结如下：

1. 螺栓直径与被连接件孔径的配合关系

设计有预紧力的螺栓连接，如需要拆卸，则螺栓直径应与被连接件的孔径有一定配合关系。一般可按下列公式计算：

d ≤ D -（1~1. 5）S

其中 d为螺栓直径；D为被连接件的孔径；S为配合安全系数，轻型为1.0~1.1，重型为1.1~1.2。

2. 螺栓承载能力的计算

螺栓的承载能力应按下式计算：

N ≤ Ψ·Σmiu·d²/4×[σ]

其中 N为螺栓所受的剪切力及拉力之和（N）；Ψ为接头系数，由试验方法确定，一般可取0.6~0.7；Σmiu为各被连接件（钢板）的抗剪面积（对粗制螺栓取miu=mi+0.175mi，其中mi为被连接件（钢板）的重量（kg），对精制螺栓则取miu=mi；d为螺栓直径（m）；[σ]为螺栓材料的许用应力（MPa）。

3. 拧紧螺栓所需的轴向力的计算

拧紧螺栓所需要施加的轴向力可按下式计算：

Fj=π·d·Σmp·d/4×[σ]

其中 Fj为拧紧螺栓所需要施加的轴向力（N）；d为螺栓直径（m）；Σmp为各被连接件接触部位的预紧面上的正应力的合力（N/㎡），一般可取Σmp=(0.7~1.0)σs；[σ]为螺栓材料的许用应力（MPa）。

4. 装配时的顶紧力的计算

装配时的顶紧力可按下式计算：

Fk=π·d·(Pmax-Pmin)/[d×(2~3)×(σs-σb)] 其中 Fk为装配时的顶紧力（N）；d为螺栓直径（m）；Pmax为预紧时所需的最小顶紧力（N）；Pmin为预紧时所需的最大顶紧力（N）；σs为螺栓材料的屈服极限（MPa）；σb为螺栓材料的强度极限（MPa）。一般情况下取预紧应力的中间值。要求装配后获得准确预紧力，最好使顶紧力小于或等于设计计算值。根据顶紧力乘以相应的保险系数即为需要的拧紧力。若此拧紧力大于许用拧紧力，则表明应重新考虑预紧设计。

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ＶＤＩ　２２３０高强度螺栓　

连接系统计算　．＼Ｉ　雀　

ＶＤＩ设计与研究协会，螺栓连接委员会回　Ｉ　

【前言】准则ＶＤ１　２２３０是向设计人员展　示螺拴连接领域中的最新成果，推荐一种系统　

计算方法。以帮助设计人员正确设计螺栓连接。　以前的文献中给出了同心夹紧和同心荷载　

螺栓连接中的各种因素的处理方法，实际上偏　心夹紧和偏心载荷连接的场合更多，本准则提　

供了其设计公式；这些公式已经被测试结果和　

最近的研究成果所证实。本准则中的表格、图解　

和实例使系统计算方法使用更加方便　由于存在大量可能的螺栓连接结构和相互　作用，确定影响螺栓连接的外力和扭矩在本准　

则中不予论述。另二方面考虑到螺栓连接拧紧　

时预紧内应力分散作用影响，因此这里给出的　

数值是以系列测试值为依据的。　准则ＶＤＩ　２２３０是以前的ＶＤＩ设计组Ａ．Ｄ—　

ＫＩ和现在的ＶＤＩ联合会设计分部的螺栓连接　委员会多年工作的成果。现在的第２版是１９７４　

年ｌ　２月出版的第一版的修订版，并且把使用准　则的经验和新发现都考虑进去。　

该螺栓连接委员会的领导是Ｇ·Ｊｕｎｋｅｒ　博士，他本人和下列先生们为编制本准则作出　

了重大贡献，在此向他们致谢。　

Ｗ·Ｂｅｉｎｚ博士（德国）；　Ｈ·Ｄｒｅｇｅｒ先生（英国）；　

Ｋ·Ｆｅｄｅｒｎ教授（英国）；