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高強(qiáng)度螺栓的知識(shí)

作者：建筑鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)    
時(shí)間：2009-12-22 20:26:15 [收藏]

    高強(qiáng)度螺栓在生產(chǎn)上全稱叫高強(qiáng)度螺栓連接副，一般不簡稱為高強(qiáng)螺栓。
    根據(jù)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(jí)中使用。
    根 據(jù)高強(qiáng)度螺栓的性能等級(jí)分為：8.8級(jí)和10.9級(jí)。其中8.8級(jí)僅有大六角型高強(qiáng)度螺栓，在標(biāo)示方法上，小數(shù)點(diǎn)前數(shù)字表示熱處理后的抗拉強(qiáng)度；小數(shù)點(diǎn)后 的數(shù)字表示屈強(qiáng)比即屈服強(qiáng)度實(shí)測值與極限抗拉強(qiáng)度實(shí)測值之比。8.8級(jí)的意思就是螺栓桿的抗拉強(qiáng)度不小于800MPa，屈強(qiáng)比為0.8；10.9級(jí)的意思 就是螺栓桿的抗拉強(qiáng)度不小于1000MPa，屈強(qiáng)比為0.9。
    結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中高強(qiáng)度螺栓直徑一般有M16/M20/M22/M24/M27/M30，不過M22/M27為第二選擇系列，正常情況下選用M16/M20 /M24/M30為主。
    高 強(qiáng)度螺栓在抗剪設(shè)計(jì)上根據(jù)設(shè)計(jì)要求分為：高強(qiáng)度度螺栓承壓型和高強(qiáng)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(shù)和摩擦面數(shù)量，噴砂（丸） 后生赤銹的摩擦系數(shù)最高，但從實(shí)際操作來看受施工水平影響很大，很多監(jiān)理單位都提出能否降低標(biāo)準(zhǔn)來確保工程質(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(jié)構(gòu)規(guī)范中寫的很有意思， 摩擦型設(shè)計(jì)值等于0.8倍預(yù)拉力，承壓型設(shè)計(jì)值等于螺桿有效面積乘以材料抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，看起來似乎有很大區(qū)別，實(shí)際上兩個(gè)值基本一致，我一直不太明白規(guī) 范為什么要這么寫，采用的都是同一種材料為何要用兩種表達(dá)方式計(jì)算同一個(gè)數(shù)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(yīng)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(yīng) 力比的平方之和小于1.0，也就是說在同種荷載組合情況下，相同直徑的承壓型高強(qiáng)度螺栓在設(shè)計(jì)上的安全儲(chǔ)備要高于摩擦型高強(qiáng)度螺栓的。
    考慮到在強(qiáng)震反復(fù)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(guī)范規(guī)定了高強(qiáng)度螺栓極限受剪的承載力計(jì)算公式。
    盡管承壓型在設(shè)計(jì)數(shù)值上占有優(yōu)勢，但由于其屬于剪壓破壞型式，螺栓孔為類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(yuǎn)大于摩擦型，所以高強(qiáng)度螺栓承壓型主要用于非抗震構(gòu)件連接、非承受動(dòng)荷載構(gòu)件連接、非反復(fù)作用構(gòu)件連接。
    這兩種型式的正常使用極限狀態(tài)也是有區(qū)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(biāo)準(zhǔn)組合作用下連接件之間發(fā)生相對滑移；
    焊縫與螺栓知識(shí)

    焊縫等級(jí)
    1. 焊縫等級(jí)是施工驗(yàn)收等級(jí)，有三級(jí)。三級(jí)最低，只要求外觀檢查和尺寸檢查。二級(jí)要求部分作超聲波探傷檢查。一級(jí)最高，要求全部做探傷檢查。
    2. 對焊縫等級(jí)來說，原則是受拉等級(jí)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損探傷（或部分需要）。故一般對接焊縫的焊接等級(jí)為二級(jí)或一級(jí)，不小于二級(jí)。
    4. 角焊縫沒必要作無損探傷，故角焊縫為一級(jí)的話，就沒有多少意義。一般角焊縫為二級(jí)或三級(jí)。
    5. 焊縫等級(jí)見鋼規(guī)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。一般說的普通螺栓，均指C級(jí)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(jí)普通螺栓。建筑結(jié)構(gòu)常用的普通螺栓有M16、M20、M24。某些機(jī)械工業(yè)粗制螺栓直徑可能比較大，用途特殊。
    高強(qiáng)螺栓
    3.高強(qiáng)螺栓的材料與普通螺栓不同。高強(qiáng)螺栓一般用于永久連接。常用的有M16~M30。超大規(guī)格的高強(qiáng)螺栓性能不穩(wěn)定，應(yīng)慎重使用。
    4.建筑結(jié)構(gòu)的主構(gòu)件的螺栓連接，一般均采用高強(qiáng)螺栓連接。
    5.工廠出廠的高強(qiáng)螺栓并不分承壓型還是摩擦型。
    6. 究竟是摩擦型高強(qiáng)螺栓與承壓型高強(qiáng)螺栓？實(shí)際上是設(shè)計(jì)計(jì)算方法上有區(qū)別：
    （1） 摩擦型高強(qiáng)螺栓以板層間出現(xiàn)滑動(dòng)作為承載能力極限狀態(tài)。
    （2）承壓型高強(qiáng)螺栓以板層間出現(xiàn)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(qiáng)螺栓并不能充分發(fā)揮螺栓的潛能。在實(shí)際應(yīng)用中，對十分重要的結(jié)構(gòu)或承受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)，尤其是荷載引起反向應(yīng)力時(shí)，應(yīng)該用摩擦型高強(qiáng)螺拴，此時(shí)可把未發(fā)揮的螺栓潛能作為安全儲(chǔ)備。除此以外的地方應(yīng)采用承壓型高強(qiáng)螺栓連接以降低造價(jià)。
    普通螺栓與高強(qiáng)螺栓區(qū)別
    8.普通螺栓可重復(fù)使用，高強(qiáng)螺栓不可重復(fù)使用。
    9.高強(qiáng)螺栓一般由高強(qiáng)鋼材制成（45號(hào)鋼(8.8s),20MmTiB(10.9S)，是預(yù)應(yīng)力螺栓,摩擦型用扭矩扳手施加規(guī)定預(yù)應(yīng)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(jí)、4.8級(jí)、5.6級(jí)和8.8級(jí)。高強(qiáng)螺栓一般為8.8級(jí)和10.9級(jí)，其中10.9級(jí)居多。
    11.普通螺栓的螺孔不一定比高強(qiáng)螺栓大。實(shí)際上，普通螺栓螺孔比較小。
    12.普通螺栓A、B級(jí)螺孔一般只比螺栓大0.3~0.5mm。C級(jí)螺孔一般比螺栓大1.0~1.5mm。
    13.摩擦型高強(qiáng)螺栓靠摩擦力傳遞荷載，所以螺桿與螺孔之差可達(dá)1.5～2.0mm。
    14.承壓型高強(qiáng)螺栓傳力特性是保證在正常使用情況下，剪力不超過摩擦力，與摩擦型高強(qiáng)螺栓相同。當(dāng)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.錨栓沒有等級(jí)，只有材料之分：Q235和Q345。建筑結(jié)構(gòu)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(qiáng)螺栓。嚴(yán)格來說，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(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該同普通螺栓的制造標(biāo)準(zhǔn)。柱腳錨栓買入的長度應(yīng)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(biāo)規(guī)范中的連接形式，應(yīng)避免使用這類連接，尤其是重要的連接中。均應(yīng)采用事先預(yù)埋件。
    23.膨脹錨栓主要靠膨脹管的張開與砼產(chǎn)生摩擦力來抗拔的?？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(yàn)也沒用。
    24.化學(xué)錨栓是采用打孔機(jī)打孔成型，將栓桿放入，然后灌入化學(xué)漿料以成錨固作用。常見的如慧魚、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?yàn)闆]有事先預(yù)埋，就需要用到膨脹螺栓或化學(xué)錨栓了。但這種情形應(yīng)該在設(shè)計(jì)中努力避免。因?yàn)殄^栓 都應(yīng)該預(yù)埋。例如柱腳錨栓。因?yàn)橹挥羞@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(guī)中，對于預(yù)埋在混凝土中的構(gòu)件，都稱之為預(yù)埋件。根據(jù)建設(shè)部文件，膨脹螺栓不得用于幕墻。一般新建工程，嚴(yán)禁采用膨脹錨栓，都應(yīng)該采用預(yù)埋。

    高強(qiáng)螺栓選用表

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