[发明专利]一种输电塔螺栓预拉剪切设计方法

说明书

本发明涉及螺栓设计技术领域，具体公开了一种输电塔普通螺栓预拉剪切设计方法，具体包括以下步骤：步骤S1:螺栓承载力计算；步骤S2:结合螺栓的抗剪承载力计算形式，计算螺栓预拉力产生的摩擦力：步骤S3:根据上述承载力和摩擦力，计算螺栓的抗剪剩余承载力；步骤S4:螺栓承压强度验算；对螺栓的承压强度通过螺栓承压强度验算，并判断抗剪强度和承压强度是否满足上述要求；若满足，则满足设计强度要求；步骤S5:若不满足，重复步骤S1‑步骤S4,如此迭代，直至满足设计强度要求。本发明相比现有技术中的设计方法，不仅考虑了其纯剪受力，还对普通螺栓的拉剪耦合进行设计，考虑了螺栓与连接板之间的摩擦效应，提高了普通螺栓的可靠性和安全性。

技术领域

本发明涉及输电塔螺栓涉及技术领域，更具体地讲，涉及一种输电塔螺栓预拉剪切设计方法。

背景技术

螺栓连接作为输电线路角钢塔最为通用的一种连接方式，其便于安装和运输，同时不需要焊接，能够保证施工的高效完成，因此广泛应用于输电结构设计领域，为输电线路事业的发展做出了巨大贡献。其中，受剪则是输电塔结构螺栓连接的主要工作模式，由于规范规定了输电塔普通螺栓的紧固力矩，使得普通螺栓在实际受力时处于拉剪耦合状态，比单纯的受剪状态要更不利，但目前输电线路杆塔规范并没有对其普通螺栓的拉剪耦合进行设计，仅仅是考虑了其纯剪受力，使得设计偏于盲目，不安全。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种输电塔螺栓预拉剪切设计方法，依据钢结构基本原理，综合考虑普通螺栓与连接板之间的摩擦效应，提出了输电塔普通受剪螺栓在预拉力作用下的抗剪剩余承载力的设计方法。

本发明解决技术问题所采用的解决方案是：

一种输电塔螺栓预拉剪切设计方法，具体包括以下步骤：

步骤S1:螺栓承载力计算；

步骤S2:结合螺栓的抗剪承载力计算形式，计算螺栓预拉力产生的摩擦力：

步骤S3:根据上述承载力和摩擦力，计算螺栓的抗剪剩余承载力；

步骤S4:螺栓承压强度验算；对螺栓的抗剪强度和承压强度通过螺栓承压强度验算，并判断抗剪强度和承压强度是否满足上述要求；

若满足，则设计强度要求；

步骤S5:若不满足，重复步骤S1-步骤S4,如此迭代，直至满足设计强度要求。

在一些可能的实施方式中，所述步骤S1具体是指：

设定螺栓在使用过程中的预拉力不失效，螺栓将承受拉剪耦合的效应；螺栓承载力计算公式为：

其中：

式中，V为螺栓承受的剪力设计值；

N为螺栓承受的轴拉力设计值；

为螺栓的抗剪承载力设计值；

为螺栓的抗拉承载力设计值；

为螺栓抗剪强度设计值；

f_t^b为螺栓的抗拉强度设计值；

d为螺栓螺杆直径；

d_e为螺栓的有效直径。

在一些可能的实施方式中，所述步骤S2具体是指：

螺栓在受力时，连接板面与螺栓连接面存在摩擦，假定由于预拉力产生的摩擦力是一直存在；

螺栓预拉力产生的摩擦力的计算公式为：