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高强度螺栓连接的一般要求-钢结构

时间:2023-09-28 理论教育 版权反馈
【摘要】:高强度螺栓连接按设计准则的不同分为摩擦型和承压型两种。高强度螺栓摩擦型连接在抗剪设计时,以外剪力达到板件间可能发生的最大摩擦力为极限状态,当超过时板件间发生相对滑移,即认为连接已失效破坏。表3.8为《钢结构设计规范》规定的高强度螺栓预拉力数值。

高强度螺栓连接的一般要求-钢结构

高强度螺栓连接按设计准则的不同分为摩擦型和承压型两种。

高强度螺栓摩擦型连接在抗剪设计时,以外剪力达到板件间可能发生的最大摩擦力为极限状态,当超过时板件间发生相对滑移,即认为连接已失效破坏。因此,高强度螺栓摩擦型连接的抗剪性能完全凭借于螺栓的预拉力使板件间高度紧压从而产生足够的摩擦力,故连接的变形小,强度储备大,耐疲劳,抗动力荷载性能好。

高强度螺栓承压型连接在抗剪设计时,允许摩擦力被克服并发生板件间的相对滑移,然后外力可以继续增加,并以此后发生的螺栓杆剪切或孔壁承压的最终破坏为极限状态。因此,摩擦力只是一部分因素,还需同时凭借螺栓杆抗剪和孔壁承压传力,如同普通螺栓连接抗剪一样受力,因此,承压型连接的抗剪承载力高于摩擦型,但连接的变形大,一般仅用于承受静力荷载和间接承受动力荷载结构中。

高强度螺栓的螺栓、螺母和垫圈均采用高强度钢材,这些制成品再经过热处理以进一步提高强度。目前我国高强度螺栓的强度性能等级分8.8级和10.9级两种。强度性能等级中整数部分的“8”和“10”表示螺栓经热处理后的最低抗拉强度fu为800N/mm2(实际为830N/mm2)和1000N/mm2(实际为1040N/mm2),小数点和后面的数字即“.8”和“.9”表示螺栓经热处理后的屈强比(fy/fu)。

高强度螺栓连接的主要技术要求是钢材、螺栓预拉力和板件接触面(摩擦面)处理及其相应的抗滑移系数,在设计和施工时必须明确规定和控制其指标数值。

3.7.1.1 高强度螺栓的预拉力

(1)预拉力的确定。高强度螺栓的预拉力设计值P按下式确定

式中 Ae——螺栓螺纹处的有效截面面积;

fu——螺栓材料经热处理后的最低抗拉强度。;

式中三个0.9的系数分别考虑:①材料的不均匀性;②施工时为补偿预拉力松弛损失所作的超张拉5%~10%;③高强度螺栓的材料没有明显的屈服点,以其抗拉强度为准时引入的安全系数。式中1.2的系数是考虑拧紧螺栓时扭矩应力使螺纹处的折算应力增大的不利影响。(www.xing528.com)

表3.8为《钢结构设计规范》规定的高强度螺栓预拉力数值。

表3.8 高强度螺栓的预拉力设计值P(kN)

图3.54 高强度螺栓

(2)预拉力的控制方法。高强度螺栓分大六角头型[见图3.54(a)]和扭剪型[见图3.54(b)]两种。大六角头型高强度螺栓的预拉力控制方法有力矩法和转角法。扭剪型高强度螺栓的螺栓头为盘头,螺纹端部有一个承受拧紧反力矩的十二角体和一个能在规定力矩下剪断的断颈槽,安装时用电动扳手将十二角体拧断,则该连接即达到所要求的预拉力,安装后一般不拆卸。

3.7.1.2 高强度螺栓摩擦面的抗滑移系数

高强度螺栓摩擦面抗滑移系数μ的大小与连接处板件接触面的处理方法及构件的钢号有关,构件接触面间的压紧力越大,μ值越大;钢材的硬度越高,μ值越大。所以抗滑移系数不同于物理学中的摩擦系数。《钢结构设计规范》推荐采用的接触面处理方法及相应的抗滑移系数μ值见表3.9。

表3.9 摩擦面的抗滑移系数μ值

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