钢结构连接副相关的螺栓连接副

 将两个以上的钢结构零部件或构件用螺栓连接副的方法连接成为一体的连接方法。螺栓连接副是构件预装和结构安装中最常见的简便的连接方法。

(以上图示为梁柱节点全螺栓连接副)

    螺栓连接副在金属结构安装中是最早的使用的方法,在19世纪30年的后期,螺栓连接副主见被柳丁连接副所替代,仅在构件组装中的作为临时固定措施。20世纪50年代出现了高强度螺栓连接副的方法。高强度螺栓用中碳钢或中碳合金钢制作成的,其强度比普通螺栓搞2之3倍。高强度螺栓连接副具有施工方便、安全可靠等优点,60年代以后再一些冶金工厂的钢结构制造安装中使用。

(以上图示为梁拼接的全螺栓连接)

   螺栓其实有很多叫法,如螺栓钉、螺钉、紧固件、标准件……螺栓是紧固件的通用说法。广义上螺栓包括普通螺栓、高强螺栓、地脚锚栓、膨胀螺栓、化学锚栓……狭义上的螺栓分为普通螺栓连接和高强度螺栓两种。

    一、普通螺栓连接副
    分粗制螺栓连接和精制螺栓连接。
    普通螺栓按照形式可分为六角头螺栓、双头螺栓、沉头螺栓等;

     按制作精度可分为A、B、C级三个等级
    A、B级为精制螺栓
    C级为粗制螺栓。
    钢结构用连接螺栓,除特殊说明外,一般即为普通粗制C级螺栓。

     粗制螺栓使用碳素结构钢制成的,为使用螺栓能够顺利的穿入螺孔,其孔径应比螺栓公称直接d大1.0之2.0mm。螺栓孔中距排列要便于扳手拧紧螺母。当粗制螺栓用于柱、梁、屋架的构件连接副的时候。应采用加托板的连接构造。此时螺栓处于受拉状态,其剪力有托板承受(如下图)

(以上图示为普通螺栓)

   粗制螺栓还普遍用于厂房钢结构的预拼装、铆接构件铆接前的预紧固以及高强度螺栓连接前的组装和安装节点焊接前的临时紧固等。粗制螺栓作为永久固定螺栓使用时,需在找正后将其拧紧并采取防松措施。

(以上图示为柱脚螺栓的双螺母防松措施)

   二、精制螺栓
     连接时,其孔径应与螺杆直径相同,螺栓穿入螺孔时应用锤击打入,制孔质量和螺杆的加工精度要有严格要求。精制螺栓连接用于一些经常拆装和无法铆接的结构连接。精制螺栓一般用于机械产品,建筑钢结构中极少使用。

    三、高强度螺栓连接副
     用高强度钢制造的或者需要施以较大的预紧力的螺栓,皆可称为高强度螺栓。高强度螺栓施加预拉力和靠摩擦力传递外力。
     普通螺栓连接副靠栓杆抗剪和孔壁承压来传递剪力,拧紧螺帽时产生的预拉力很小,其影响可以忽略不计,而高强度螺栓除了其材料强度很高之外,还给螺丝施加很大的预拉力,使连接副构件间产生挤压力,从而使垂直于螺杆方向有很大摩擦力,而且预拉力、抗滑移系数和钢材种类都直接影响高强度螺栓承载力。 

(以上图示是高强度螺栓的工作原理)

   四、摩擦型高强螺栓连接副
    靠螺栓紧固压力使连接板层贴紧后在钢板接触表面产生的摩擦力来传递外力。对构件表面进行喷砂处理后生成赤锈面,可获得较大的摩擦系数,减少连接螺栓的数量。摩擦型高强度螺栓的孔径应比螺栓公称直径d大1.5~2.0mm。
    五、承压型高强度螺栓连接副
    是使构件间产生的摩擦力和螺栓中心轴剪切力与构件的承压力同时作用来传递应力的,其孔径应比螺栓公称直径d大1.O~1.5mm。制孔采用数控钻床钻孔和钻模钻孔等方法。
    总之,摩擦型高强螺栓和承压型高强螺栓实际上是同一种螺栓,只不过是设计是否考虑滑移。摩擦型高强螺栓绝对不能滑动,螺栓不承受剪力,一旦滑移,设计就认为达到破坏状态,在技术上比较成熟;承压型高强螺栓可以滑动,螺栓也承受剪力,最终破坏相当于普通螺栓破坏(螺栓剪坏或钢板压坏)。
    六、大六角高强螺栓
    由一个高强度螺栓、一个螺母和两个垫圈可组成高强度螺栓连接副。

(高强度螺栓安装时垫圈的位置)

   进行大六角头高强度螺栓连接副安装时,螺栓两边应各加一个垫圈(图3a)。初拧扭矩值为终拧扭矩值的50%,复拧扭矩值等于终拧扭矩值,终拧扭矩值计算公式为:Tc=K*Pc*d。式中Tc为终拧扭矩值,N·m;K为扭矩系数;Pc为施工预拉力,kN;d为高强度螺栓螺纹直径,mm。施拧采用扭矩扳手,每次使用前应进行扭矩校正。