螺栓連接是鋼結(jié)構(gòu)的重要連接方式之一,因施工簡便、快捷,不需高級技工操作,質(zhì)量容易保證而得以普遍應(yīng)用.力矩作用下受剪螺栓數(shù)目受多個因素影響,不易一次確定,常需設(shè)計人員反復(fù)計算,而現(xiàn)行規(guī)范未給出具體方法.

    將力矩作用下受剪螺栓連接的受力情況轉(zhuǎn)化成實腹矩形截面,由應(yīng)力圖求出合力,根據(jù)力矩平衡解得螺栓數(shù)目.可一次確定螺栓數(shù)目,提高工作效率.

    在螺紋緊固件的使用中應(yīng)用的較廣泛的是螺栓－螺母連接副的形式，應(yīng)用的較多的是有預(yù)緊力的連接方式，預(yù)緊力的連接可以提高螺栓連接的可靠性、防松能力及螺栓的疲勞強(qiáng)度，并且能增強(qiáng)螺紋連接體的緊密性和剛度。在螺紋緊固件的連接使用中，沒有預(yù)緊力或預(yù)緊力不夠時，起不到真正的連接作用，一般稱之為欠擰；但過高的預(yù)緊力或者不可避免的超擰也會導(dǎo)致螺紋連接的失敗。眾所周知，螺紋連接的可靠性是由預(yù)緊力來設(shè)計和判斷的，但是，除在實驗室可以測量外，在裝配現(xiàn)場一般是不易直觀的測量。螺紋緊固件的預(yù)緊力則多是采用力矩或轉(zhuǎn)角的手段來達(dá)到的。因此，當(dāng)設(shè)計確定了預(yù)緊力之后，安裝時采用何種控制方法？如何規(guī)定擰緊力矩的指標(biāo)？則成為關(guān)鍵重要問題，這就提出來了螺紋緊固件扭（矩）－拉（力）關(guān)系的研究課題。

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    螺紋緊固件扭－拉關(guān)系，不僅涉及到扭矩系數(shù)、摩擦系數(shù)（含螺紋摩擦系數(shù)和支撐面摩擦系數(shù)）、屈服緊固軸力、屈服緊固扭矩和極限緊固軸力等以一系列螺紋連接副的緊固特性的測試及計算方法，還涉及到螺紋緊固件的應(yīng)力截面積和承載面積的計算方法等基礎(chǔ)的術(shù)語、符號的規(guī)定。并且也還必須給出螺紋緊固件緊固的基本規(guī)則、主要關(guān)系式以及典型的擰緊方法。目前，這些內(nèi)容ISO/TC2尚無相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，德國工程師協(xié)會早在七十年代就發(fā)表了DVI2230《高強(qiáng)度螺栓連接的系統(tǒng)計算》技術(shù)準(zhǔn)則。日本也于1987和1990年發(fā)布了三項國家標(biāo)準(zhǔn)，尚未查到其他國家的標(biāo)準(zhǔn)。國內(nèi)尚未發(fā)現(xiàn)相應(yīng)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，僅少數(shù)企業(yè)制定了企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。尤其是隨著引進(jìn)技術(shù)的國產(chǎn)化不斷的拓展和螺紋緊固件技術(shù)發(fā)展的需要，這一需求日趨迫切。這也就是制定此項標(biāo)準(zhǔn)的初衷。
日本國家標(biāo)準(zhǔn)JIS B 1082-1987《螺紋緊固件應(yīng)力截面積和承載面積》、JIS B 1083-1990《螺紋緊固件緊固通則》及JIS B 1084-1990《螺紋緊固件擰緊試驗方法》三個標(biāo)準(zhǔn)，概括了國際上有關(guān)螺紋緊固件扭－拉關(guān)系的研究成果和應(yīng)用經(jīng)驗，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)驗證，對我國也是適用的。因此，在制定標(biāo)準(zhǔn)時，在充分消化、分析日本標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，提出了等效采用的意見。
因此，本系列標(biāo)準(zhǔn)也包括了下列三個國家標(biāo)準(zhǔn)：
1、GB/T16823.1-1997《螺紋緊固件應(yīng)力截面積和承載面積》;
2、GB/T16823.2-1997《螺紋緊固件緊固通則》;
3、GB/T16823.3-1997《螺紋緊固件擰緊試驗方法》
一、GB/T16823.1-1997《螺紋緊固件應(yīng)力截面積和承載面積》
本標(biāo)準(zhǔn)等效采用JIS B 1082-1987《螺紋緊固件應(yīng)力截面積和承載截面積》標(biāo)準(zhǔn)，本標(biāo)準(zhǔn)是設(shè)計螺紋緊固件扭－拉關(guān)系系列標(biāo)準(zhǔn)之一。

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1、 范圍
本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的螺紋緊固件的應(yīng)力截面積（As）適用于計算外螺紋緊固件的最小拉力載荷、保證載荷以及內(nèi)螺紋緊固件的保證載荷。外螺紋緊固件包括螺栓、螺釘和螺柱等標(biāo)準(zhǔn)件和專用件；內(nèi)螺紋緊固件包括螺母標(biāo)準(zhǔn)件、專用件及機(jī)體中的螺孔。其螺紋尺寸及公差均應(yīng)符合GB/T193、GB/T196和GB/T197的規(guī)定。本標(biāo)準(zhǔn)不適用于寸制螺紋、統(tǒng)一螺紋、惠氏螺紋等其他螺紋緊固件。
2、 螺紋緊固件應(yīng)力截面積計算公式
本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的螺紋緊固件應(yīng)力截面積計算公式有兩個，即公式（1）和公式（2）。
螺紋緊固件應(yīng)力截面積計算公式（1）與已發(fā)布的國家標(biāo)準(zhǔn)，即GB/T3098.1《緊固件機(jī)械性能 螺栓、螺釘和螺柱》、GB/T3098.2《緊固件機(jī)械性能 螺母》、GB/T3098.4《緊固件機(jī)械性能 細(xì)牙螺母》和GB/T3098.6《緊固件機(jī)械性能 不銹鋼螺栓、螺釘、螺柱和螺母》等標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定完全一致。
螺紋緊固件應(yīng)力截面積計算公式（2）是參照J(rèn)IS B 1082標(biāo)準(zhǔn)，首次推出的新的一種計算公式，這個公式是直接利用螺紋公稱直徑（d）和螺距（P）數(shù)據(jù)，求出螺紋緊固件應(yīng)力截面積（As）。公式（1）與公式（2）是等同的計算式，只不過是公式（2）比公式（1）計算更加方便。美國ASTM619標(biāo)準(zhǔn)也采用了這一公式。
標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定“如無特殊要求，取3位有效數(shù)字”，如無特殊要求時，即一般應(yīng)照此處理。在已發(fā)布的緊固件機(jī)械性能國家標(biāo)準(zhǔn)中，也都是這樣處理的。也就是說，當(dāng)As<1時，取小數(shù)點后3位數(shù)；當(dāng)1≤As<10時，取小數(shù)點后2位數(shù)；當(dāng)10≤As<100時，取小數(shù)點后1位數(shù)；當(dāng)100≤As<1000時，取3位整數(shù)乘以10n。

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3、 螺紋緊固件應(yīng)力截面積值
標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)GB/T193《普通螺紋 直徑與螺距系列》有關(guān)規(guī)定，在標(biāo)準(zhǔn)表1中給出了粗牙螺紋M1～M68和細(xì)牙螺紋M8×1～M130×6D的螺紋緊固件應(yīng)力截面積值。總之，標(biāo)準(zhǔn)表1給出的螺紋緊固件應(yīng)力截面積值，完全能滿足螺栓、螺釘、螺柱和螺母等螺紋緊固件產(chǎn)品現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)的需要。
4、 螺紋緊固件承載面積計算公式
雖然螺紋緊固件產(chǎn)品品種，但是，按支撐面的形狀大致可分為圓形、六角形和方形三種，因此，在標(biāo)準(zhǔn)表2中給出了這三種支撐面承載面積的計算公式。承載面積應(yīng)當(dāng)是支撐面與被連接件實際接觸部分的面積，產(chǎn)品品種不同，承載面積肯定不同，即使是同一批零件，承載面積也不一定完全相同，如在計算中將支撐面形狀、尺寸公差、螺栓和螺釘通孔的尺寸和公差都予以考慮，無可非議，但是，給計算增加了麻煩，使用也不一定方便。標(biāo)準(zhǔn)制定時確定了計算承載面積近似值的原則，故標(biāo)準(zhǔn)表2中所列出的螺紋緊固件承載面積計算公式的各變量均采用公稱尺寸或極限尺寸。
螺紋緊固件承載面積的計算與螺紋緊固件應(yīng)力截面積的計算一樣，如無特殊要求，取3位有效數(shù)字。

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5、 面積比
螺紋緊固件承載面積（Ab）值與螺紋緊固件應(yīng)力截面積（As）之比，簡稱為面積比（Ab/As）。
當(dāng)面積比小于1時，即螺紋緊固件應(yīng)力截面積（As）值大于螺紋緊固件承載面積（Ab）值，則支撐面的壓強(qiáng)過大，這對普通螺紋緊固件是不適宜的，尤其是對高強(qiáng)度螺紋緊固件更是不宜采用的。
6、 典型螺紋緊固件的承載面積及面積比
標(biāo)準(zhǔn)中表3～表5列出了典型螺紋緊固件的種類、螺紋緊固件承載面積（Ab）值以及面積比（Ab/As）值。其中有關(guān)參數(shù)均采用我國現(xiàn)行的緊固件基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，如：六角頭螺栓的標(biāo)準(zhǔn)系列和加大系列按GB/T3104、方頭螺栓按GB/T8、內(nèi)六角頭螺釘按GB/70、六角法蘭面螺栓按GB/T5787及盤頭螺釘按GB/67和GB/T818選取的。

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