钢结构作为一种承重结构体系 ,由于具有自重轻、强度高、塑性韧性好、抗震性能优越、工业装配化程度高、施工工期短、综合经济效益显著、结构体系灵活、造型美观等诸多优点 ,因而被越来越广泛地应用于工业厂房、城市轨道 (地铁 ) 车辆段库房、商场超市等大跨度或超大跨度的各类建筑中。与其施工工艺相对应 ,需要为这些建筑建造钢筋混凝土基础或设备基础 ,埋设钢结构 (柱 )与钢筋混凝土基础联结的结构螺栓。由于钢结构基础大 (上部多呈四棱台形 ) ,螺栓悬空设置不易固定 ,钢结构安装质量要求高 ,因此联结螺栓的埋设精度成为钢结构安装施工的关键技术。
螺栓按照性能等级分为3.6、4.8、5.6、5.8、8.8、9.8、10.9、12.9八个等级,其中8.8级以上(含8.8级)螺栓材质为低碳合金钢或中碳钢并经热处理(淬火+回火),通称高强度螺栓,8.8级以下(不含8.8级)通称普通螺栓。
现场制作试件时,试件与所代表的钢结构构件应同一材质,同批制作,采用同一摩擦面处理工艺和具有相同的表面状态,并应采用同一批同一性能等级的高强螺栓连接副,在同一环境下存放以供抗滑移试验。如构件系成品出厂,则除了厂内要抗滑移系数试验报告外,制造厂还应同时提供每批三组试件以便构件进场后现场检验抗滑移系数是否符合要求。工程资料的检查中,很多工地仅有制造厂在厂内的抗滑移系数试验报告,缺乏提供给工地现场的试件的抗滑移系数的复试报告。抗滑移系数检验应以钢结构制造批为单位,以单项工程每2000t为一制造批,不足2000t者视作一批。单项工程的构件摩擦面选用两种及两种以上表面处理工艺时,则每种表面处理工艺均需检验。每批三组试件。G017-2003中提到摩擦面常规的处理方法包括:喷砂(丸)、喷砂(丸)后涂无机富锌漆、喷砂(丸)后生赤锈等。需要特别指出的是:很多工程送检的抗滑移系数很高,实际构件摩擦面处理很差,完全不能满足设计要求的抗滑移系数;或者设计要求的摩擦面为喷砂(丸)后涂无机富锌漆,而送检的为未涂漆处理的(涂漆后摩擦系数降低)。对于抗滑移系数设计取值较大的工程,现场监督如发现此类情况,必须责令整改并对处理后的摩擦面重新进行检测,否则可能留下严重质量隐患。
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,而高强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高强螺栓的承载力。根据受力特点分承压型和摩擦型.两者计算方法不同。高强螺栓小规格M12,常用M16~M30,超大规格的螺栓性能不稳定,设计中应慎重使用。高强度螺栓摩擦型和承压型连接的区别:高强螺栓连接是通过螺栓杆内很大的拧紧预拉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。
钢结构螺栓的施工必须先初紧后终紧,初紧钢结构螺栓需用冲击型电动扳手或扭矩可调电动扳手;而终紧钢结构螺栓有严格的要求,终紧扭剪型钢结构螺栓必须用扭剪型电动扳手,终紧扭矩型钢结构螺栓必须用扭矩型电动扳手.
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