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螺栓材料为:18Cr2Ni4W、25Cr2MoV钢;螺栓规格:M27~M48。由于该类钢容易在表面形成一层钝化膜,而此钝化膜将使螺栓不能获得附着力良好的化学镍磷层,所以必须采取的前处理措施将膜**除去,并且应采取措施阻止其再生成,才能**镀后的镀层与基体之间具有良好的结合力。同时由于该螺栓几何尺寸大,都给镍磷镀处理及过程的品质检测增加度。
高强度螺栓在抗剪设计上根据设计要求分为:高强度螺栓承压型和高强度螺栓摩擦型。
摩擦型的承载能力取决于传力摩擦面的抗滑移系数和摩擦面数量,喷砂(丸)后生赤锈的摩擦系数高,但从实际操作来看受施工水平影响很大,很多监理单位都提出能否降低标准来确保工程质量。
承压型的承载能力取决于螺栓抗剪能力和栓杆承压能力的小值。在只有一个连接面的情况下,M16摩擦型抗剪承载力为21.6~45.0kN,而M16承压型抗剪承载力为 39.2~48.6 kN,性能要优于摩擦型。
在安装上,承压型工艺要简单一些,连接面仅需清除油污及浮锈。沿轴杆方向抗拉承载力,在钢结构规范中写的很有意思,摩擦型设计值等于0.8倍预拉力,承压型设计值等于螺杆有效面积乘以材料抗拉强度设计值,看起来似乎有很大区别,实际上两个值基本一致。
在同时承受剪力和杆轴方向拉力时,摩擦型要求是螺栓承受的剪力与受剪承载力之比加上螺杆承受轴力与受拉承载力应力比之和小于1.0,承压型要求是螺栓承受的剪力与受剪承载力之比的平方加上螺杆承受轴力与受拉承载力比的平方之和小于1.0,也就是说在同种荷载组合情况下,相同直径的承压型高强度螺栓在设计上的安全储备要**摩擦型高强度螺栓的。
考虑到在强震反复作用下,连接摩擦面可能会失效,这时候的抗剪承载力还是要取决于螺栓抗剪能力和板件承压能力,因此抗震规范规定了高强度螺栓极限受剪的承载力计算公式。
尽管承压型在设计数值上占有优势,但由于其属于剪压破坏型式,螺栓孔为类似普通螺栓的孔隙型螺栓孔,在承受荷载作用时的变形远大于摩擦型,所以高强度螺栓承压型主要用于非抗震构件连接、非承受动荷载构件连接、非反复作用构件连接。
这两种型式的正常使用极限状态也是有区别的:
摩擦型连接是指在荷载基本组合作用下连接摩擦面发生相对滑移;
承压型连接是指在荷载标准组合作用下连接件之间发生相对滑移;
普通螺栓
普通螺栓分A、B、C三种。前两种是精制螺栓,较少用。一般说的普通螺栓,均指C级普通螺栓。
在一些临时连接及需拆卸的连接中,常用到C级普通螺栓。建筑结构常用的普通螺栓有M16、M20、M24。某些机械工业粗制螺栓直径可能比较大,用途。
高强度螺栓与普通螺栓的对比
普通螺栓和高强度螺栓由于其设计的受力原理不同,其在施工检验方法上有较大的区别。
同等级普通螺栓各项机械性能要求均比高强度螺栓略高,但高强度螺栓较普通螺栓多一项冲击功的验收要求。
普通螺栓和高强度螺栓的标示是对同等级螺栓现场识别的基本方法。由于英美标准中对于高强度螺栓扭矩值计算的取值并不相同,所以识别两种标准的螺栓也有必要。
高强度螺栓:(M24,L60,8.8级)
普通螺栓:(M24,L60,8.8级)
可见普通螺栓大约为高强度螺栓价格的70%,结合其验收要求的对比,可以得出,其溢价部分就应该是为了**材料的冲击功(韧性)性能。
对于一个看似简单的问题,想要从本质上深入,,正确的理解,也并不是一件简单的事情。高强度螺栓和普通螺栓的定义、含义、深意的区别,是我们正确理解,运用高强度螺栓,并进行施工管理的基础前提。
观 点
(1)在有些钢结构的书中确实有提出,高强度螺栓是指强度**过8.8级的螺栓。对于这种观点,先英美标准是不支持的,没有针对某种特定强度等级来界定“强”与“弱”。其次,也并不符合我们工作中提及的“高强度螺栓”。
(2)为便于对比,此处不考虑复杂螺栓群的受力情况。
(3)承压型高强度螺栓在设计时也考虑了螺杆的承压受力,将在后面的“高强度螺栓承压型和摩擦型对比“中进行详细介绍。
高强度螺栓
高强度螺栓的材料与普通螺栓不同。高强度螺栓一般用于连接。常用的有M16~M30。**大规格的高强度螺栓性能不稳定,应慎重使用。
建筑结构的主构件的螺栓连接,一般均采用高强度螺栓连接。
工厂出厂的高强度螺栓并不分承压型还是摩擦型。
究竟是摩擦型高强度螺栓或者是承压型高强度螺栓?实际上是设计计算方法上有区别:
(1) 摩擦型高强度螺栓以板层间出现滑动作为承载能力极限状态。
(2)承压型高强度螺栓以板层间出现滑动作为正常使用极限状态,而以连接破坏作为承载能力极限状态。
摩擦型高强度螺栓并不能充分发挥螺栓的潜能。在实际应用中,对十分重要的结构或承受动力荷载的结构,尤其是荷载引起反向应力时,应该用摩擦型高强度螺拴,此时可把未发挥的螺栓潜能作为安全储备。除此以外的地方应采用承压型高强度螺栓连接以降低造价。
普通螺栓和高强度螺栓之间的本质区别。
高强度螺栓也可以说是英语词。英文翻译应为高强度摩擦预紧螺栓。省略了摩擦预紧一词。可以看出,衡量螺栓性能的指标是强度,无论是抗拉强度还是屈服强度,归根结底都是材料的允许应力。有些书说,性能等级大于或等于8.8的螺栓称为高强度螺栓,但我们通常看到的许多普通螺栓也分别是10.9和12.9,价格也是普通螺栓的价格。我们不考虑高强度螺栓的性能水平,仅从受力角度说明此问题。
高强度螺栓依靠夹紧两个零件来通过预紧力来增加大静摩擦力。对于高强度螺栓,它们仅承受拉力,而不受剪切力的影响。如果两个对象相对移动,则该设计无效。设计不合格。这一点很重要。这意味着两个部分是牢固连接的,与焊接相同。如果它们滑动,则焊接失败。建立的机械计算模型不准确。刚度意味着刚连接并可以传递扭矩。这是设计人员设计高强度螺栓的主要要点,也是普通螺栓和高强度螺栓之间的本质区别。
级普通螺栓仅代表高强度。普通螺栓依靠自身的强度来抵抗剪切力。从机械分析的角度来看,普通螺栓是机械计算中的铰链,并且可以滑动。夸张地说,两个物体可能会滑动而没有拧紧。螺栓的作用仅仅是连接两个对象。只要连续拉动螺栓,两个物体就可以滑动。
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