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            行業新聞

            你真的了解高強度螺栓嗎?

            作者:biaosan 時間:2020-09-12 14:21???
            高強度螺栓是鋼結構施工中最普遍常見的施工內容,所有鋼結構工程師都會覺得熟悉得不能再熟悉了。然而事實可能并非如此,今天我們從最基本的概念的入手,帶你重新認識高強度螺栓,可能會顛覆你最基本的認識。
            一、什么是高強度螺栓
            高強度螺栓(High-Strength Friction Grip Bolt),英文直譯為:高強度摩擦預緊螺栓,英文簡稱:HSFG??梢?,我們中文施工中所說的高強度螺栓是高強度摩擦預緊螺栓的簡稱。在日常溝通中,僅僅是簡略了“摩擦(Friction)”“預緊(Grip)”兩個詞,卻造成了許多工程技術人員對高強度螺栓基本定義的理解,產生了誤區。
            誤區一:
            材料等級超過8.8級的螺栓,就是“高強度螺栓”?
            高強度螺栓和普通螺栓的核心區別并不在于使用材料的強度,而是受力的形式。本質是是否施加預緊力,并利用靜摩擦力抗剪。
            實際上在英標規范,美標規范中提到的高強度螺栓(HSFG BOLT)只有8.8級和10.9級兩種(BS EN 14399 / ASTM-A325&ASTM-490),而普通螺栓卻有包含有4.6,5.6,8.8,10.9,12.9等(BS 3692 11款表2);由此可見,材料強度高低并不是區別高強度螺栓與普通螺栓的關鍵。
            二、正確理解“高強”,強在何處
            按照GB50017,計算單個普通螺栓(B類)8.8級和高強度螺栓8.8級抗拉及抗剪強度。
            結構設計中高強度螺栓直徑一般有M16/M20/M22/M24/M27/M30,不過M22/M27為第二選擇系列,正常情況下選用M16/M20 /M24/M30為主。
            高強度螺栓在抗剪設計上根據設計要求分為:高強度螺栓承壓型和高強度螺栓摩擦型。
            摩擦型的承載能力取決于傳力摩擦面的抗滑移系數和摩擦面數量,噴砂(丸)后生赤銹的摩擦系數最高,但從實際操作來看受施工水平影響很大,很多監理單位都提出能否降低標準來確保工程質量。
            承壓型的承載能力取決于螺栓抗剪能力和栓桿承壓能力的最小值。在只有一個連接面的情況下,M16摩擦型抗剪承載力為21.6~45.0kN,而M16承壓型抗剪承載力為 39.2~48.6 kN,性能要優于摩擦型。
            在安裝上,承壓型工藝要簡單一些,連接面僅需清除油污及浮銹。沿軸桿方向抗拉承載力,在鋼結構規范中寫的很有意思,摩擦型設計值等于0.8倍預拉力,承壓型設計值等于螺桿有效面積乘以材料抗拉強度設計值,看起來似乎有很大區別,實際上兩個值基本一致。
            在同時承受剪力和桿軸方向拉力時,摩擦型要求是螺栓承受的剪力與受剪承載力之比加上螺桿承受軸力與受拉承載力應力比之和小于1.0,承壓型要求是螺栓承受的剪力與受剪承載力之比的平方加上螺桿承受軸力與受拉承載力比的平方之和小于1.0,也就是說在同種荷載組合情況下,相同直徑的承壓型高強度螺栓在設計上的安全儲備要高于摩擦型高強度螺栓的。
            考慮到在強震反復作用下,連接摩擦面可能會失效,這時候的抗剪承載力還是要取決于螺栓抗剪能力和板件承壓能力,因此抗震規范規定了高強度螺栓極限受剪的承載力計算公式。
            盡管承壓型在設計數值上占有優勢,但由于其屬于剪壓破壞型式,螺栓孔為類似普通螺栓的孔隙型螺栓孔,在承受荷載作用時的變形遠大于摩擦型,所以高強度螺栓承壓型主要用于非抗震構件連接、非承受動荷載構件連接、非反復作用構件連接。

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