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高強度螺栓的知識

作者：建筑鋼結構網(wǎng)    
時(shí)間：2009-12-22 20:26:15 [收藏]

    高強度螺栓在生產(chǎn)上全稱(chēng)叫高強度螺栓連接副，一般不簡(jiǎn)稱(chēng)為高強螺栓。
    根據安裝特點(diǎn)分為：大六角頭螺栓和扭剪型螺栓。其中扭剪型只在10.9級中使用。
    根 據高強度螺栓的性能等級分為：8.8級和10.9級。其中8.8級僅有大六角型高強度螺栓，在標示方法上，小數點(diǎn)前數字表示熱處理后的抗拉強度；小數點(diǎn)后 的數字表示屈強比即屈服強度實(shí)測值與極限抗拉強度實(shí)測值之比。8.8級的意思就是螺栓桿的抗拉強度不小于800MPa，屈強比為0.8；10.9級的意思 就是螺栓桿的抗拉強度不小于1000MPa，屈強比為0.9。
    結構設計中高強度螺栓直徑一般有M16/M20/M22/M24/M27/M30，不過(guò)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(shí)際操作來(lái)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(lái)確保工程質(zhì)量。承壓型的承載能力取決于螺栓抗剪能力和栓 桿承壓能力能力的最小值。在只有一個(gè)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(yōu)于摩擦型。在安裝上，承壓型工藝要簡(jiǎn)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(xiě)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(lái)似乎有很大區別，實(shí)際上兩個(gè)值基本一致，我一直不太明白規 范為什么要這么寫(xiě)，采用的都是同一種材料為何要用兩種表達方式計算同一個(gè)數值？
    在同時(shí)承受剪力和桿軸方向拉力時(shí)，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于受拉承載力應 力比的平方之和小于1.0，也就是說(shuō)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(huì )失效，這時(shí)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(yōu)勢，但由于其屬于剪壓破壞型式，螺栓孔為類(lèi)似普通螺栓的孔隙型螺栓孔，在承受荷載作用時(shí)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(dòng)荷載構件連接、非反復作用構件連接。
    這兩種型式的正常使用極限狀態(tài)也是有區別的：
    摩擦型連接是指在荷載基本組合作用下連接摩擦面發(fā)生相對滑移；
    承壓型連接是指在荷載標準組合作用下連接件之間發(fā)生相對滑移；
    焊縫與螺栓知識

    焊縫等級
    1. 焊縫等級是施工驗收等級，有三級。三級最低，只要求外觀(guān)檢查和尺寸檢查。二級要求部分作超聲波探傷檢查。一級最高，要求全部做探傷檢查。
    2. 對焊縫等級來(lái)說(shuō)，原則是受拉等級高于受壓，受動(dòng)力的高于受靜力的。
    3. 對接焊縫一般需要做無(wú)損探傷（或部分需要）。故一般對接焊縫的焊接等級為二級或一級，不小于二級。
    4. 角焊縫沒(méi)必要作無(wú)損探傷，故角焊縫為一級的話(huà)，就沒(méi)有多少意義。一般角焊縫為二級或三級。
    5. 焊縫等級見(jiàn)鋼規7.1.1條，注意條文解釋。
    普通螺栓
    1. 普通螺栓分A、B、C三種。前兩種是精制螺栓，較少用。一般說(shuō)的普通螺栓，均指C級普通螺栓。
    2. 在一些臨時(shí)連接及需拆卸的連接中，常用到C級普通螺栓。建筑結構常用的普通螺栓有M16、M20、M24。某些機械工業(yè)粗制螺栓直徑可能比較大，用途特殊。
    高強螺栓
    3.高強螺栓的材料與普通螺栓不同。高強螺栓一般用于永久連接。常用的有M16~M30。超大規格的高強螺栓性能不穩定，應慎重使用。
    4.建筑結構的主構件的螺栓連接，一般均采用高強螺栓連接。
    5.工廠(chǎng)出廠(chǎng)的高強螺栓并不分承壓型還是摩擦型。
    6. 究竟是摩擦型高強螺栓與承壓型高強螺栓？實(shí)際上是設計計算方法上有區別：
    （1） 摩擦型高強螺栓以板層間出現滑動(dòng)作為承載能力極限狀態(tài)。
    （2）承壓型高強螺栓以板層間出現滑動(dòng)作為正常使用極限狀態(tài)，而以連接破壞作為承載能力極限狀態(tài)。
    7.摩擦型高強螺栓并不能充分發(fā)揮螺栓的潛能。在實(shí)際應用中，對十分重要的結構或承受動(dòng)力荷載的結構，尤其是荷載引起反向應力時(shí)，應該用摩擦型高強螺拴，此時(shí)可把未發(fā)揮的螺栓潛能作為安全儲備。除此以外的地方應采用承壓型高強螺栓連接以降低造價(jià)。
    普通螺栓與高強螺栓區別
    8.普通螺栓可重復使用，高強螺栓不可重復使用。
    9.高強螺栓一般由高強鋼材制成（45號鋼(8.8s),20MmTiB(10.9S)，是預應力螺栓,摩擦型用扭矩扳手施加規定預應力,承壓型擰掉梅花頭。普通螺栓一般由普通鋼材(Q235)制成，只需擰緊即可。
    10.普通螺栓一般為4.4級、4.8級、5.6級和8.8級。高強螺栓一般為8.8級和10.9級，其中10.9級居多。
    11.普通螺栓的螺孔不一定比高強螺栓大。實(shí)際上，普通螺栓螺孔比較小。
    12.普通螺栓A、B級螺孔一般只比螺栓大0.3~0.5mm。C級螺孔一般比螺栓大1.0~1.5mm。
    13.摩擦型高強螺栓靠摩擦力傳遞荷載，所以螺桿與螺孔之差可達1.5～2.0mm。
    14.承壓型高強螺栓傳力特性是保證在正常使用情況下，剪力不超過(guò)摩擦力，與摩擦型高強螺栓相同。當荷載再增大時(shí)，連接板間將發(fā)生相對滑移，連接依靠螺桿抗剪和孔壁承壓來(lái)傳力，與普通螺栓相同，所以螺桿與螺孔之差略小些，為1.0～1.5mm。
    柱腳錨栓
    19.錨栓沒(méi)有等級，只有材料之分：Q235和Q345。建筑結構上用錨栓最多的就是柱腳錨栓。
    20.柱腳錨栓既不屬于普通螺栓也不屬于高強螺栓。嚴格來(lái)說(shuō)，它不屬于螺栓。柱腳錨栓一般采用M20或M24。
    21. 柱腳錨栓的制造標準應該同普通螺栓的制造標準。柱腳錨栓買(mǎi)入的長(cháng)度應該與其與混凝土之間的摩擦力，還有就是錨栓的形式有關(guān)。
    膨脹螺栓和化學(xué)螺栓
    22.不管是膨脹錨栓還是化學(xué)錨栓，均非國標規范中的連接形式，應避免使用這類(lèi)連接，尤其是重要的連接中。均應采用事先預埋件。
    23.膨脹錨栓主要靠膨脹管的張開(kāi)與砼產(chǎn)生摩擦力來(lái)抗拔的?？拱瘟Φ拇笮∨c施工工藝關(guān)系較大，人為因素較大，抽檢做抗拉實(shí)驗也沒(méi)用。
    24.化學(xué)錨栓是采用打孔機打孔成型，將栓桿放入，然后灌入化學(xué)漿料以成錨固作用。常見(jiàn)的如慧魚(yú)、喜力得等品牌。
    25. 膨脹螺栓和化學(xué)螺栓，其實(shí)都屬于錨栓性質(zhì)。在某些情況下，因為沒(méi)有事先預埋，就需要用到膨脹螺栓或化學(xué)錨栓了。但這種情形應該在設計中努力避免。因為錨栓 都應該預埋。例如柱腳錨栓。因為只有這樣，才能保證最佳的粘接和受力。而且事后打孔，常常會(huì )對砼中的受力鋼筋以及砼本身造成損傷。
    26.砼規中，對于預埋在混凝土中的構件，都稱(chēng)之為預埋件。根據建設部文件，膨脹螺栓不得用于幕墻。一般新建工程，嚴禁采用膨脹錨栓，都應該采用預埋。

    高強螺栓選用表

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