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鋼結(jié)構(gòu)連接副相關(guān)的螺栓連接副

 將兩個(gè)以上的鋼結(jié)構(gòu)零部件或構(gòu)件用螺栓連接副的方法連接成為一體的連接方法。螺栓連接副是構(gòu)件預(yù)裝和結(jié)構(gòu)安裝中最常見(jiàn)的簡(jiǎn)便的連接方法。

(以上圖示為梁柱節(jié)點(diǎn)全螺栓連接副)

    螺栓連接副在金屬結(jié)構(gòu)安裝中是最早的使用的方法,在19世紀(jì)30年的后期,螺栓連接副主見(jiàn)被柳丁連接副所替代,僅在構(gòu)件組裝中的作為臨時(shí)固定措施。20世紀(jì)50年代出現(xiàn)了高強(qiáng)度螺栓連接副的方法。高強(qiáng)度螺栓用中碳鋼或中碳合金鋼制作成的,其強(qiáng)度比普通螺栓搞2之3倍。高強(qiáng)度螺栓連接副具有施工方便、安全可靠等優(yōu)點(diǎn),60年代以后再一些冶金工廠的鋼結(jié)構(gòu)制造安裝中使用。

(以上圖示為梁拼接的全螺栓連接)

   螺栓其實(shí)有很多叫法,如螺栓釘、螺釘、緊固件、標(biāo)準(zhǔn)件……螺栓是緊固件的通用說(shuō)法。廣義上螺栓包括普通螺栓、高強(qiáng)螺栓、地腳錨栓、膨脹螺栓、化學(xué)錨栓……狹義上的螺栓分為普通螺栓連接和高強(qiáng)度螺栓兩種。

    一、普通螺栓連接副
    分粗制螺栓連接和精制螺栓連接。
    普通螺栓按照形式可分為六角頭螺栓、雙頭螺栓、沉頭螺栓等;

     按制作精度可分為A、B、C級(jí)三個(gè)等級(jí)
    A、B級(jí)為精制螺栓
    C級(jí)為粗制螺栓。
    鋼結(jié)構(gòu)用連接螺栓,除特殊說(shuō)明外,一般即為普通粗制C級(jí)螺栓。

     粗制螺栓使用碳素結(jié)構(gòu)鋼制成的,為使用螺栓能夠順利的穿入螺孔,其孔徑應(yīng)比螺栓公稱直接d大1.0之2.0mm。螺栓孔中距排列要便于扳手?jǐn)Q緊螺母。當(dāng)粗制螺栓用于柱、梁、屋架的構(gòu)件連接副的時(shí)候。應(yīng)采用加托板的連接構(gòu)造。此時(shí)螺栓處于受拉狀態(tài),其剪力有托板承受(如下圖)

(以上圖示為普通螺栓)

   粗制螺栓還普遍用于廠房鋼結(jié)構(gòu)的預(yù)拼裝、鉚接構(gòu)件鉚接前的預(yù)緊固以及高強(qiáng)度螺栓連接前的組裝和安裝節(jié)點(diǎn)焊接前的臨時(shí)緊固等。粗制螺栓作為永久固定螺栓使用時(shí),需在找正后將其擰緊并采取防松措施。

(以上圖示為柱腳螺栓的雙螺母防松措施)

   二、精制螺栓
     連接時(shí),其孔徑應(yīng)與螺桿直徑相同,螺栓穿入螺孔時(shí)應(yīng)用錘擊打入,制孔質(zhì)量和螺桿的加工精度要有嚴(yán)格要求。精制螺栓連接用于一些經(jīng)常拆裝和無(wú)法鉚接的結(jié)構(gòu)連接。精制螺栓一般用于機(jī)械產(chǎn)品,建筑鋼結(jié)構(gòu)中極少使用。

    三、高強(qiáng)度螺栓連接副
     用高強(qiáng)度鋼制造的或者需要施以較大的預(yù)緊力的螺栓,皆可稱為高強(qiáng)度螺栓。高強(qiáng)度螺栓施加預(yù)拉力和靠摩擦力傳遞外力。
     普通螺栓連接副靠栓桿抗剪和孔壁承壓來(lái)傳遞剪力,擰緊螺帽時(shí)產(chǎn)生的預(yù)拉力很小,其影響可以忽略不計(jì),而高強(qiáng)度螺栓除了其材料強(qiáng)度很高之外,還給螺絲施加很大的預(yù)拉力,使連接副構(gòu)件間產(chǎn)生擠壓力,從而使垂直于螺桿方向有很大摩擦力,而且預(yù)拉力、抗滑移系數(shù)和鋼材種類都直接影響高強(qiáng)度螺栓承載力。 

(以上圖示是高強(qiáng)度螺栓的工作原理)

   四、摩擦型高強(qiáng)螺栓連接副
    靠螺栓緊固壓力使連接板層貼緊后在鋼板接觸表面產(chǎn)生的摩擦力來(lái)傳遞外力。對(duì)構(gòu)件表面進(jìn)行噴砂處理后生成赤銹面,可獲得較大的摩擦系數(shù),減少連接螺栓的數(shù)量。摩擦型高強(qiáng)度螺栓的孔徑應(yīng)比螺栓公稱直徑d大1.5~2.0mm。
    五、承壓型高強(qiáng)度螺栓連接副
    是使構(gòu)件間產(chǎn)生的摩擦力和螺栓中心軸剪切力與構(gòu)件的承壓力同時(shí)作用來(lái)傳遞應(yīng)力的,其孔徑應(yīng)比螺栓公稱直徑d大1.O~1.5mm。制孔采用數(shù)控鉆床鉆孔和鉆模鉆孔等方法。
    總之,摩擦型高強(qiáng)螺栓和承壓型高強(qiáng)螺栓實(shí)際上是同一種螺栓,只不過(guò)是設(shè)計(jì)是否考慮滑移。摩擦型高強(qiáng)螺栓絕對(duì)不能滑動(dòng),螺栓不承受剪力,一旦滑移,設(shè)計(jì)就認(rèn)為達(dá)到破壞狀態(tài),在技術(shù)上比較成熟;承壓型高強(qiáng)螺栓可以滑動(dòng),螺栓也承受剪力,最終破壞相當(dāng)于普通螺栓破壞(螺栓剪壞或鋼板壓壞)。
    六、大六角高強(qiáng)螺栓
    由一個(gè)高強(qiáng)度螺栓、一個(gè)螺母和兩個(gè)墊圈可組成高強(qiáng)度螺栓連接副。

(高強(qiáng)度螺栓安裝時(shí)墊圈的位置)

   進(jìn)行大六角頭高強(qiáng)度螺栓連接副安裝時(shí),螺栓兩邊應(yīng)各加一個(gè)墊圈(圖3a)。初擰扭矩值為終擰扭矩值的50%,復(fù)擰扭矩值等于終擰扭矩值,終擰扭矩值計(jì)算公式為:Tc=K*Pc*d。式中Tc為終擰扭矩值,N·m;K為扭矩系數(shù);Pc為施工預(yù)拉力,kN;d為高強(qiáng)度螺栓螺紋直徑,mm。施擰采用扭矩扳手,每次使用前應(yīng)進(jìn)行扭矩校正。