钢结构工程详解(四)节点连接之高强螺栓连接

2019-01-24 08:10:00
河南亚东板材
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摘要:钢结构工程详解(四)节点连接之高强螺栓连接

钢结构用螺栓连接主要有普通螺栓和高强度两大类

二、高强度螺栓的连接

1、高强度螺栓的构造

高强螺栓釆用经过热处理的高强度钢材做成,从性能等级上分为8.8级和10.9級,符号意义同普通螺栓。

高強度螺栓从受力特征上可分为摩擦型连接、承压型连接两类。高强度螺栓摩擦型连接单纯依靠被连接构件间的摩擦阻力传递剪力,以剪力等于摩擦力为承载能方的极限状态。这种连接紧密,受力良好,耐疲劳,适宜承受动力荷载,但连接面需要作摩擦面处理,如喷砂、喷砂后涂无机锌漆。

高强度螺栓承压型连接的传力特征是剪力超过摩擦力时,构件间发生相对滑移,螺栓杆身开始受剪和孔壁承压。但是,另一方面,摩擦力随外力继续增大而逐渐减弱,到连接接近破坏时,剪力全由杆身域担。承压型高强度螺栓以螺栓或钢板破坏为承载能力的极限状态,可能的破坏形式和普通螺栓相同。这种螺栓连接还应以不出现滑移作为正常使用的极限状态。高强螺栓承压型连接面只需做防锈处理。

高强度螺栓根据螺栓构造和施工方法不同,可分为大六角头高强度螺栓和扭剪型高强度螺栓两类(图1)大六角头型和普通六角头粗制螺栓相同,扭剪型的螺纹端头与铆钉相仿,但在它的螺纹端头设置了一个梅花卡头和一个能够控制紧固扭矩的环形槽沟,见(1图b)。

尺寸及规格(见下表)8.8级仅用于大六角头高强度螺栓,10.9级用于扭剪型高强度螺栓和大六角头高强度螺栓。

一个高强螺栓连接件包括螺栓、螺母、垫圈三部分,高强度螺栓连接件的力学性能、有效面积(见下表)。

2、高强度螺栓的工作性能

(1 )高强度螺栓的预拉力

高强度螺栓的预拉力是通过扭紧螺帽实现的。一般采用扭矩法、转角法或扭掉螺栓尾部梅花卡头法(扭剪型)控制预拉力。

1)扭矩法 采用可直接显示扭矩的特制扳手,根据事先测 定的扭矩和螺栓拉力之间的关系施加扭矩,并计入必要的超张拉值。

2)转角法 转角法分初拧和终拧两步。初拧是先用普通扳手使被连接构件相互紧密贴合,终拧是以初拧的贴紧位置为起点,根据按螺栓直径和板叠厚度所确定的终拧角度,用强有力的扳手旋转螺母,拧至预定角度值时,螺栓的拉力即达到了所需要的预拉力数值 。

3)扭剪型 扭剪型高强度螺栓的受力特征与一般高强度螺栓相同,只是施加预拉力的方法为用拧断螺栓梅花头切口处截面,见(图1b)来控制预拉力数值。这种螺栓施加预拉力筒单、准确。

(2)高强度螺栓连接的摩擦面的抗滑移系数

摩擦型高强度螺栓连接完全依靠被连接构件间的摩擦助力传力,而摩擦助力的大小除了螺栓预拉力外,与被连接件材料及其接触面的表面处理确定的摩擦面的抗滑移系数 有关。

注:1 、钢丝刷除锈方向应与受力方向垂直。

2、 当连接构件采用不同钢材牌号时, 按相应较低强度者取值。

3 、采用其他方法处理时,其处理工艺及抗滑移系数值均需经试验确定。

(3)螺栓选用的原则

建筑钢结构用的普通螺栓一般应采用C级螺栓,井应符合国家标准《六角头螺栓-C级》和《六角头螺栓》的規定。C级螺栓适用于不直接承受动力荷载的受拉连接、较次的受剪连接及安装连接。也可选用A、B级螺栓。

选用高强度螺栓时,只需注明螺栓的级别(10.9级或8.8级)和类别(摩擦型或承压型),不必提出钢号、钢种的要求。在钢结构工程中一般选用摩擦型连接。高强度螺栓应符合国家标准《钢结构用高强度大六角头栓》、《钢结构用高强度大六角头螺栓》、《大六角螺母、垫圈技术条件》、《钢结构用扭剪型高强度螺杆连件》的规定。


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