从受力特点来看:高强度螺栓施加预拉力和靠摩擦力传递外力。普通螺栓连接靠栓杆抗剪和孔壁承压来传递剪力,拧紧螺帽时产生预拉力很小,其影响可以忽略不计,而螺栓除了其材料强度很高之外,还给螺栓施加很大预拉力,使连接构件间产生挤压力,从而使垂直于螺杆方向有很大摩擦力,而且预拉力、抗滑移系数和钢材种类都直接影响螺栓的承载力。
高强螺栓连接是通过螺栓杆内很大的拧紧预压力把连接板的板件夹紧,足以产生很大的摩擦力,从而提高连接的整体性和刚度,当受剪力时,按照设计和受力要求的不同,可分为高强螺栓摩擦型连接和高强螺栓承压型连接两种,两者的本质区别是极限状态不同,虽然是同一种螺栓,但是在计算方法、要求、适用范围等方面都有很大的不同。在抗剪设计时,高强螺栓摩擦型连接是以外剪力达到板件接触面间由螺栓拧紧力所提供的可能大摩擦力作为极限状态,也即是保证连接在整个使用期间内外剪力不超过大摩擦力。板件不会发生相对滑移变形(螺杆和孔壁之间始终保持原有的空隙量),被连接板件按弹性整体受力。
普通螺栓和高强度螺栓之间的本质区别。
高强度螺栓也可以说是英语词。英文翻译应为高强度摩擦预紧螺栓。省略了摩擦预紧一词。可以看出,衡量螺栓性能的指标是强度,无论是抗拉强度还是屈服强度,归根结底都是材料的允许应力。有些书说,性能等级大于或等于8.8的螺栓称为高强度螺栓,但我们通常看到的许多普通螺栓也分别是10.9和12.9,价格也是普通螺栓的价格。我们不考虑高强度螺栓的性能水平,仅从受力角度说明此问题。
高强度螺栓依靠夹紧两个零件来通过预紧力来增加大静摩擦力。对于高强度螺栓,它们仅承受拉力,而不受剪切力的影响。如果两个对象相对移动,则该设计无效。设计不合格。这一点很重要。这意味着两个部分是牢固连接的,与焊接相同。如果它们滑动,则焊接失败。建立的机械计算模型不准确。刚度意味着刚连接并可以传递扭矩。这是设计人员设计高强度螺栓的主要要点,也是普通螺栓和高强度螺栓之间的本质区别。
级普通螺栓仅代表高强度。普通螺栓依靠自身的强度来抵抗剪切力。从机械分析的角度来看,普通螺栓是机械计算中的铰链,并且可以滑动。夸张地说,两个物体可能会滑动而没有拧紧。螺栓的作用仅仅是连接两个对象。只要连续拉动螺栓,两个物体就可以滑动。
高强度螺栓在抗剪设计上根据设计要求分为:高强度螺栓承压型和高强度螺栓摩擦型。
摩擦型的承载能力取决于传力摩擦面的抗滑移系数和摩擦面数量,喷砂(丸)后生赤锈的摩擦系数高,但从实际操作来看受施工水平影响很大,很多监理单位都提出能否降低标准来确保工程质量。
承压型的承载能力取决于螺栓抗剪能力和栓杆承压能力的小值。在只有一个连接面的情况下,M16摩擦型抗剪承载力为21.6~45.0kN,而M16承压型抗剪承载力为 39.2~48.6 kN,性能要优于摩擦型。
在安装上,承压型工艺要简单一些,连接面仅需清除油污及浮锈。沿轴杆方向抗拉承载力,在钢结构规范中写的很有意思,摩擦型设计值等于0.8倍预拉力,承压型设计值等于螺杆有效面积乘以材料抗拉强度设计值,看起来似乎有很大区别,实际上两个值基本一致。
在同时承受剪力和杆轴方向拉力时,摩擦型要求是螺栓承受的剪力与受剪承载力之比加上螺杆承受轴力与受拉承载力应力比之和小于1.0,承压型要求是螺栓承受的剪力与受剪承载力之比的平方加上螺杆承受轴力与受拉承载力比的平方之和小于1.0,也就是说在同种荷载组合情况下,相同直径的承压型高强度螺栓在设计上的安全储备要高于摩擦型高强度螺栓的。
考虑到在强震反复作用下,连接摩擦面可能会失效,这时候的抗剪承载力还是要取决于螺栓抗剪能力和板件承压能力,因此抗震规范规定了高强度螺栓极限受剪的承载力计算公式。
尽管承压型在设计数值上占有优势,但由于其属于剪压破坏型式,螺栓孔为类似普通螺栓的孔隙型螺栓孔,在承受荷载作用时的变形远大于摩擦型,所以高强度螺栓承压型主要用于非抗震构件连接、非承受动荷载构件连接、非反复作用构件连接。
这两种型式的正常使用极限状态也是有区别的:
摩擦型连接是指在荷载基本组合作用下连接摩擦面发生相对滑移;
承压型连接是指在荷载标准组合作用下连接件之间发生相对滑移;
普通螺栓
普通螺栓分A、B、C三种。前两种是精制螺栓,较少用。一般说的普通螺栓,均指C级普通螺栓。
在一些临时连接及需拆卸的连接中,常用到C级普通螺栓。建筑结构常用的普通螺栓有M16、M20、M24。某些机械工业粗制螺栓直径可能比较大,用途。
高强度螺栓的抗压强度
高强度螺栓关键用以钢结构工程施工中联接厚钢板的节点,高强度螺栓分成扭剪型高强度螺栓和大六角形高强度螺栓。大六角高强度螺栓归属于一般地脚螺栓的高韧性级别,而扭剪型高强度螺栓是大六角高强度螺栓的改进版,具备更强的构造,务必先扭紧高强度螺栓的构造,随后再扭紧。原始扭紧高强度螺栓必须应用冲击性型电动扳手或扭距可调式电动扳手。可是,对高强度螺栓的后拧紧有严苛的规定。扭距型电动扳手务必用以高强度螺栓的后扭紧,扭距型电动扳手务必用以高强度螺栓的后扭紧。
为何高强度螺栓称之为高韧性?是由于它抗震等级吗?事实上,往往将高强度螺钉称之为高强度螺栓,是由于他们是由不一样的原材料做成的。高强度螺钉的原材料由高强度钢板或必须释放更大预紧力的地脚螺栓做成。高强度螺钉是用扳手扭紧螺帽,便于使地脚螺栓造成可控性的极大预紧力。根据螺帽和基钢板,在联接的零件上造成同样的预工作压力。高强度螺钉关键用以公路桥梁,火车轨道,髙压和高压机器设备的联接。依据8.8级之上地脚螺栓的特定特性级别,称之为高强度螺栓。现阶段,行业标准只列举了M39.针对尺寸较大规格型号,非常是长短超过10-15%的高强度螺栓,中产品制造依然很短。就抗压强度级别来讲,高强度螺钉被普遍应用。一般应用的抗压强度级别为8.8s和10.9s,在其中抗压强度级别大的是10.9.一般地脚螺栓的抗压强度级别较低,一般为4.4、4.8、5.6和8.8.
从地应力特点的视角看来:高强度螺栓释放预应力钢筋并根据磨擦传送外力作用。一般螺钉连接的剪切应力是根据地脚螺栓杆的抗剪应力和孔边的工作压力传送的。扭紧螺帽时造成的预紧力不大,其危害能够忽视。除开高强度螺栓的高原材料抗压强度外,在地脚螺栓上还释放了非常大的预应力钢筋,进而在联接构件之间造成了挤压成型工作压力,进而在垂直平分螺丝方向的方往上造成了非常大的滑动摩擦力,而且预紧力,地面防滑指数和钢各种各样原材料都是立即危害高强度螺栓的承载力。依据地应力特点,可分成承受压力型和磨擦型。高强度螺栓的少规格型号为M12,一般应用M16?M30.超地脚螺栓的特性不稳定,因而在设计方案时要慎重应用。
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