熱門關(guān)鍵詞: 螺母廠家 六角螺母 國標(biāo)螺母 德標(biāo)螺母 英制螺母 防松螺母 開槽螺母 網(wǎng)架配件 高強(qiáng)度螺栓 地腳螺栓
高強(qiáng)度螺栓是我們鋼結(jié)構(gòu)施工中最常見的施工內(nèi)容,所有的鋼結(jié)構(gòu)工程師都會覺得熟悉再熟悉。然而,事實可能并非如此。我們從最基本的概念開始,帶你重新理解高強(qiáng)度螺栓,可能會顛覆你最基本的理解。
01.什么是高強(qiáng)度螺栓?★高強(qiáng)螺栓(High-Strength Friction Grip Bolt),英文直譯為:高強(qiáng)度摩擦預(yù)緊螺栓,英文簡稱:HSFG。可以看出,我們在中文施工中所說的高強(qiáng)度螺栓是高強(qiáng)度摩擦預(yù)緊螺栓的縮寫。在日常溝通中,只有摩擦(Friction)”“預(yù)緊(Grip)這兩個詞引起了許多工程技術(shù)人員對高強(qiáng)度螺栓基本定義的理解和誤解。
顛覆1:誤解:材料等級超過8.8級螺栓為高強(qiáng)度螺栓。
高強(qiáng)度螺栓和普通螺栓的核心區(qū)別不在于材料的強(qiáng)度,而在于力的形式。本質(zhì)是否施加預(yù)緊力,并使用靜摩擦力進(jìn)行剪切。*
事實上,美國標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中提到的高強(qiáng)度螺栓(HSFG BOLT)只有8.8級和10.9級兩種(BS EN 14399 / ASTM-A325&ASTM-490)普通螺栓包含4.6,5.6,8.8,10.9,12.9等(BS 3692 1表2);由此可見,高強(qiáng)度螺栓與普通螺栓的區(qū)別并不是關(guān)鍵。
★02.正確理解高強(qiáng)★按照GB計算單個普通螺栓50017(B類)8.8級和高強(qiáng)度螺栓8.8級抗拉抗剪強(qiáng)度。
通過計算,我們可以看到,在相同等級下,普通螺栓的抗拉強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度設(shè)計值高于高強(qiáng)度螺栓。*
那高強(qiáng)度螺栓,強(qiáng)在哪里?
為了回答這個問題,我們必須從兩個螺栓的設(shè)計狀態(tài)開始,研究其彈性變形的規(guī)律,并了解設(shè)計損壞的極限狀態(tài)。
普通螺栓和高強(qiáng)度螺栓在工作狀態(tài)下應(yīng)力應(yīng)變曲線
設(shè)計破壞時的極限狀態(tài)
普通螺栓:螺釘本身超過設(shè)計允許的塑性變形,螺釘被切斷。
普通螺栓連接時,在開始承受剪力之前,連接板之間會發(fā)生相對滑動,然后螺栓桿與連接板接觸,產(chǎn)生彈性塑性變形,承受剪力。
高強(qiáng)度螺栓:有效摩擦表面之間的靜摩擦被克服,兩塊鋼板相對位移,設(shè)計考慮為損壞。
高強(qiáng)螺栓連接,摩擦力首先承受剪力,當(dāng)荷載增大到摩擦力不足以抵抗剪力,靜摩擦力被攻克,連接板發(fā)生相對滑移(極限狀態(tài))。但此時雖然破壞,但螺栓桿與連接板發(fā)生接觸,依然可以利用其本身的彈塑性形變,承受剪力。(3)*
顛覆二:誤區(qū):高強(qiáng)度螺栓的承載能力高于普通螺栓,為高強(qiáng)度。
根據(jù)單個螺栓的計算,高強(qiáng)度螺栓的抗拉和剪切設(shè)計強(qiáng)度低于普通螺栓。其高強(qiáng)度本質(zhì)是:在正常工作中,節(jié)點不允許發(fā)生相對滑動,即彈性變形小,節(jié)點剛度大。
可以看出,在給定設(shè)計節(jié)點的負(fù)荷下,高強(qiáng)度螺栓設(shè)計的節(jié)點可能無法節(jié)省螺栓的數(shù)量,但其變形小、剛度大、安全儲備高。適用于節(jié)點剛度大的主梁,符合強(qiáng)節(jié)點、弱桿的基本抗震設(shè)計原理。
高強(qiáng)度螺栓的強(qiáng)度不在于其自身的承載力設(shè)計值,而在于其設(shè)計節(jié)點剛度大、安全性高、抗破壞性強(qiáng)。
★03.對比高強(qiáng)度螺栓★
由于其設(shè)計受力原理不同,普通螺栓和高強(qiáng)螺栓在施工檢驗方法上存在很大差異。
同級普通螺栓的機(jī)械性能要求略高于高強(qiáng)度螺栓,但高強(qiáng)度螺栓的驗收要求略高于普通螺栓。
標(biāo)識樣式對比
普通螺栓和高強(qiáng)度螺栓的標(biāo)記是現(xiàn)場識別同級螺栓的基本方法。由于英美標(biāo)準(zhǔn)中高強(qiáng)度螺栓扭矩值計算的值不同,也有必要識別兩個標(biāo)準(zhǔn)的螺栓。
價格對比
高強(qiáng)螺栓:(M24,L60,8.8級)
普通螺栓:(M24,L60,8.8級)
可以看出,普通螺栓的價格約為高強(qiáng)度螺栓的70%。結(jié)合驗收要求,可以得出結(jié)論,其溢價部分應(yīng)保證材料的沖擊功率(韌性)性能。
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04.總結(jié)
★對于一個看似簡單的問題來說,從本質(zhì)上深入、全面、正確地理解它并不是一件簡單的事情。高強(qiáng)度螺栓與普通螺栓的定義、含義和深刻區(qū)別是我們正確理解、使用高強(qiáng)度螺栓和施工管理的基本前提。
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觀點: (1)*:在一些鋼結(jié)構(gòu)書中確實提出,高強(qiáng)度螺栓是指強(qiáng)度超過8.8級螺栓。對于這種觀點,首先,英國和美國的標(biāo)準(zhǔn)不支持,強(qiáng)和弱沒有定義為一定的強(qiáng)度水平。其次,它不符合我們工作中提到的高強(qiáng)度螺栓。
(2)*:為便于比較,這里不考慮復(fù)雜螺栓組的應(yīng)力。
(3)*:在設(shè)計承壓型高強(qiáng)度螺栓時,還考慮了螺釘?shù)某袎毫Γ敿?xì)介紹了以下高強(qiáng)度螺栓承壓型與摩擦型對比。
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