高强度螺栓群的抗拉计算，《钢结构设计原理》成果

1．轴心力作用时

高强度螺栓群连接所需螺栓数目：

式中＝0.8P—— 一个螺栓的承载力设计值。

2．承受弯矩受拉时

高强度螺栓群（摩擦型或承压型）在弯矩作用下，与被连接构件的接触面一直保持紧密贴合；因此可认为中和轴在螺栓群的形心轴上，为小偏心受拉模式，则最大拉力及其验算式为：

式中　1y——螺栓群形心轴到螺栓的最大距离；

——形心轴上、下两个螺栓到形心轴距离的平方和。

3．高强度螺栓群偏心受拉

由于高强度螺栓偏心受拉时，螺栓的最大拉力不超过0.8P，能够保证板间始终保持紧密贴合，端板不会拉开，故摩擦型连接和承压型连接高强度螺栓均可按小偏心受拉计算，即：

4．高强度螺栓群承受拉力、弯矩和剪力共同作用时

图3.76为摩擦型连接高强度螺栓承受拉力、弯矩和剪力共同作用的情况。由图可知，每行螺栓所受拉力 Nti各不相同，而螺栓的抗剪承载力随所受拉力大小而变化，故摩擦型连接高强度螺栓的抗剪强度为：

式中　n——连接螺栓总数。

图3.76　摩擦型连接高强度螺栓的应力

此外，螺栓最大拉力应满足：

式中　当Nti＜0时，取Nti=0。

对于承压型高强度螺栓，计算式为：

同时还应按式（3.60）验算孔壁承压：

式中系数 1.2 是考虑由于螺栓杆轴方向的外拉力使孔壁承压强度的设计值有所降低之故。

【例3.11】 如图3.77所示摩擦型高强螺栓连接，钢板材料为Q235B（主板f＝205 MPa，盖板 f＝215 MPa，fu=370 MPa ），用 8.8 级高强螺栓 M24，孔径为24.5 mm，预拉力 P＝175 kN，接触面抗滑移系数 μ＝0.35，承受的轴心拉力设计值 N＝1 320 kN。验算此节点（包括螺栓和板件）是否安全，尺寸单位为 mm。

图3.77　例3.11图

【解】 （1）螺栓抗剪验算。

单个螺栓设计承载力(www.xing528.com)

每个螺栓受力

（2）构件截面验算。

最小毛截面面积

毛截面强度

最小净截面面积

净截面强度

满足要求，此节点连接安全。

【例 3.12】 如图 3.78 所示为高强度螺栓摩擦型连接，被连接构件的钢材为Q235B。螺栓为10.9 级，直径为 20 mm，接触面采用喷硬质石英砂处理。试验算此连接的承载力，图中内力均为设计值。

图3.78　例3.12图

【解】 查表 3.9、表 3.10，预拉力P＝155 kN，μ＝0.45。

（方法一）按平均承受剪力计算，单个螺栓承受最大拉力为：

单个螺栓抗拉承载力

单个螺栓承受剪力

单个螺栓抗剪承载力

拉剪联合作用下

不满足要求。

（方法二）按节点整体协调承受剪力计算，螺栓承受最大拉力为：

连接的受剪承载力设计值

按比例关系可求得Nt2＝55.6 kN，Nt3＝49.2 kN，Nt4＝30.3 kN，Nt5＝17.7 kN，Nt6＝5.1 kN

验算受剪承载力设计值：

所以满足要求。

对比方法一计算结果可知：按平均承受剪力计算偏保守。