最新钢结构设计规范中,高强度螺栓的预拉力与扭矩系数计算方法如下:
一、预拉力计算
预拉力是指在螺栓紧固过程中,螺栓所承受的拉力。预拉力的计算公式如下:
预拉力(Fp)= K × Fy × d
其中:
K – 预拉力系数,根据螺栓的类型和连接方式确定;
Fy – 螺栓屈服强度;
d – 螺栓公称直径。
1. 预拉力系数K的确定:
(1)对于高强度螺栓,预拉力系数K可按以下表格选取:
| 螺栓类型 | 连接方式 | 预拉力系数K |
| — | — | — |
| Q345钢 | 摩擦型 | 0.6 |
| Q345钢 | 螺母侧紧固型 | 0.6 |
| Q345钢 | 端面紧固型 | 0.6 |
| Q345钢 | 螺母侧紧固型,带垫圈 | 0.7 |
| Q345钢 | 端面紧固型,带垫圈 | 0.7 |
(2)对于Q235钢螺栓,预拉力系数K可按以下表格选取:
| 螺栓类型 | 连接方式 | 预拉力系数K |
| — | — | — |
| Q235钢 | 摩擦型 | 0.5 |
| Q235钢 | 螺母侧紧固型 | 0.5 |
| Q235钢 | 端面紧固型 | 0.5 |
| Q235钢 | 螺母侧紧固型,带垫圈 | 0.6 |
| Q235钢 | 端面紧固型,带垫圈 | 0.6 |
2. 螺栓屈服强度Fy的确定:
Fy = 螺栓材料的屈服强度(MPa)
3. 螺栓公称直径d的确定:
d = 螺栓的公称直径(mm)
二、扭矩系数计算
扭矩系数是指在螺栓紧固过程中,施加在螺栓上的扭矩与螺栓所承受的预拉力之间的比值。扭矩系数的计算公式如下:
扭矩系数(Kt)= Fp × μ / τ
其中:
μ – 螺纹系数,根据螺纹的类型和公称直径确定;
τ – 螺纹的剪切强度(MPa)。
1. 螺纹系数μ的确定:
(1)对于普通螺纹,螺纹系数μ可按以下表格选取:
| 螺纹类型 | 公称直径d(mm) | 螺纹系数μ |
| — | — | — |
| 普通螺纹 | 16~24 | 0.15 |
| 普通螺纹 | 25~36 | 0.14 |
| 普通螺纹 | 37~48 | 0.13 |
| 普通螺纹 | 49~60 | 0.12 |
| 普通螺纹 | 61~72 | 0.11 |
(2)对于细牙螺纹,螺纹系数μ可按以下表格选取:
| 螺纹类型 | 公称直径d(mm) | 螺纹系数μ |
| — | — | — |
| 细牙螺纹 | 16~24 | 0.18 |
| 细牙螺纹 | 25~36 | 0.17 |
| 细牙螺纹 | 37~48 | 0.16 |
| 细牙螺纹 | 49~60 | 0.15 |
| 细牙螺纹 | 61~72 | 0.14 |
2. 螺纹剪切强度τ的确定:
τ = 螺纹材料的剪切强度(MPa)
根据上述公式,可计算出高强度螺栓的预拉力和扭矩系数。在实际工程中,应按照设计规范的要求,结合现场实际情况,合理选取螺栓类型、连接方式和预拉力系数,确保钢结构连接的可靠性和安全性。