鋼結(jié)構(gòu)螺栓強(qiáng)度驗(yàn)算例題（螺栓強(qiáng)度計(jì)算中的應(yīng)力分析）

梅州鋼結(jié)構(gòu)施工工程 5小時(shí)前 22:54:06 1 搶沙發(fā)

在鋼結(jié)構(gòu)螺栓強(qiáng)度驗(yàn)算中，應(yīng)力分析是核心部分。需要明確螺栓的載荷情況，包括施加的力、方向和作用點(diǎn)。根據(jù)螺栓的設(shè)計(jì)參數(shù)，如直徑、材料類型等，計(jì)算螺栓的抗拉強(qiáng)度。應(yīng)用應(yīng)力計(jì)算公式，考慮螺栓與被連接構(gòu)件之間的摩擦系數(shù)和接觸面積，計(jì)算出實(shí)際的應(yīng)力值。通過比較理論應(yīng)力與允許應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)，判斷螺栓是否滿足設(shè)計(jì)要求。這一過程不僅涉及數(shù)學(xué)計(jì)算，還需要對(duì)材料的力學(xué)性能有一定的了解。

一、鋼結(jié)構(gòu)螺栓雙剪承載力計(jì)算例題

題目：使用M12級(jí)高強(qiáng)度螺栓連接兩個(gè)板材，每個(gè)板材的厚度為18mm，雙剪承載力為80kN，求螺栓的最大承載力。
- 解答：螺栓的最大承載力為80kN。

二、一般鋼結(jié)構(gòu)螺栓強(qiáng)度計(jì)算相關(guān)知識(shí)用于例題計(jì)算

鋼結(jié)構(gòu)螺栓強(qiáng)度等級(jí)含義
- 鋼結(jié)構(gòu)連接用鋼結(jié)構(gòu)螺栓強(qiáng)度等級(jí)分為3.6級(jí)、4.6級(jí)、4.8級(jí)、5.6級(jí)、6.8級(jí)、8.8級(jí)、9.8級(jí)、10.9級(jí)和12.9級(jí)以上。其強(qiáng)度等級(jí)由兩部分?jǐn)?shù)字組成，分別代表鋼結(jié)構(gòu)螺栓材料的名義抗拉強(qiáng)度值和屈服強(qiáng)度比。例如，性能等級(jí)為4.8級(jí)的結(jié)構(gòu)鋼螺栓，其含義為：鋼結(jié)構(gòu)螺栓材質(zhì)的公稱屈服強(qiáng)度達(dá)400×0.8 = 320MPa級(jí)性能；鋼結(jié)構(gòu)螺栓材質(zhì)的屈強(qiáng)比值為0.8；鋼結(jié)構(gòu)螺栓材質(zhì)公稱抗拉強(qiáng)度達(dá)400MPa。12.9級(jí)其材料經(jīng)過熱處理后，能達(dá)到：鋼結(jié)構(gòu)螺栓材質(zhì)的公稱屈服強(qiáng)度達(dá)1200×0.9 = 1080MPa級(jí)；鋼結(jié)構(gòu)螺栓材質(zhì)的屈強(qiáng)比值為0.9；鋼結(jié)構(gòu)螺栓材質(zhì)公稱抗拉強(qiáng)度達(dá)1800MPa級(jí)。對(duì)于同一性能等級(jí)的鋼結(jié)構(gòu)螺栓，無論其材質(zhì)和產(chǎn)地不同，其性能都是相同的。在設(shè)計(jì)中僅選擇性能等級(jí)。所謂強(qiáng)度等級(jí)6.8和8.8是指鋼結(jié)構(gòu)螺栓的剪應(yīng)力等級(jí)6.6GPa和8.8GPa；6.6名義抗拉強(qiáng)度600N/mm2名義屈服強(qiáng)度360N/mm2。一般鋼結(jié)構(gòu)螺栓用“x.y”表示強(qiáng)度，x100 = 鋼結(jié)構(gòu)螺栓的抗拉強(qiáng)度，x100*(y/10)=鋼結(jié)構(gòu)螺栓的屈服強(qiáng)度(按標(biāo)記規(guī)定：屈服強(qiáng)度/抗拉強(qiáng)度 = y/10)。8.8級(jí)鋼結(jié)構(gòu)螺栓抗拉強(qiáng)度為800MPa，屈服強(qiáng)度為800*8/10 = 640MPa。
螺栓強(qiáng)度計(jì)算中的應(yīng)力分析
- 在鋼結(jié)構(gòu)螺栓工作過程中會(huì)受到拉伸應(yīng)力、剪切應(yīng)力和彎曲應(yīng)力的作用。以高強(qiáng)度螺栓為例，根據(jù)其連接類型不同（摩擦型或承壓型），其承載能力計(jì)算有所區(qū)別。
  - 摩擦型高強(qiáng)螺栓：以板層間出現(xiàn)滑動(dòng)作為承載能力極限狀態(tài)。
  - 承壓型高強(qiáng)螺栓：以板層間出現(xiàn)滑動(dòng)作為正常使用極限狀態(tài)，而以連接破壞作為承載能力極限狀態(tài)。承壓型的承載能力取決于螺栓抗剪能力和栓桿承壓能力能力的最小值。
預(yù)緊力對(duì)螺栓強(qiáng)度驗(yàn)算的影響
- 螺栓和螺釘在連接過程中需要施加一定的預(yù)緊力，以保證連接的可靠性和緊密度。預(yù)緊力的計(jì)算需要考慮載荷、螺紋摩擦系數(shù)和材料的屈服強(qiáng)度等因素。在非標(biāo)機(jī)械設(shè)計(jì)中，已知螺紋摩擦系數(shù)μ、材料屈服強(qiáng)度σ_y和載荷F，預(yù)緊力F_pre = Fμd（d為螺紋直徑）。
疲勞壽命在螺栓強(qiáng)度驗(yàn)算中的考慮
- 螺栓在長期運(yùn)行過程中會(huì)受到循環(huán)載荷的作用，容易發(fā)生疲勞破壞。因此，需要進(jìn)行疲勞壽命計(jì)算，以確保連接的使用壽命。已知循環(huán)次數(shù)N_c、安全系數(shù)S、材料屈服強(qiáng)度σ_y和應(yīng)力σ_t，疲勞壽命N_f = N_cS(σ_t/σ_y) 。