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高強度螺栓與普通螺栓有什么區別

時間:2019-01-23 點擊:704次

高強度螺栓用高強度鋼制造的,或者需要施以較大預緊力的螺栓,皆可稱為高強度螺栓。

 

從原材料看,高強度螺栓采用高強度材料制造。高強螺栓的螺桿、螺帽和墊圈都由高強鋼材制作,常用 45號鋼、40硼鋼、20錳鈦硼鋼。普通螺栓常用Q235鋼制造。

從強度等級上看:高強螺栓,使用日益廣泛。常用8.8s和10.9s兩個強度等級,其中10.9級居多。普通螺栓強度等級要低,一般為4.4級、4.8級、5.6級和8.8級。

從使用次數上看:高強度螺栓一般是不可以重復投入使用的;普通螺栓卻可以循環使用。

從受力特點上看:高強度螺栓施加預拉力和靠摩擦力傳遞外力。普通螺栓連接靠栓桿抗剪和孔壁承壓來傳遞剪力,擰緊螺帽時產生預拉力很小,其影響可以忽略不計,而高強螺栓除了其材料強度很高之外,還給螺栓施加很大預拉力,使連接構件間產生擠壓力,從而使垂直于螺桿方向有很大摩擦力,而且預拉力、抗滑移系數和鋼材種類都直接影響高強螺栓的承載力。

 

高強度螺栓,“強”在哪里?

為回答這一個問題,必須從兩種螺栓的設計工作狀態入手,研究其彈塑性變形的規律,并理解到設計破壞時的極限狀態。

普通螺栓和高強度螺栓工作狀態下應力應變曲線

設計破壞時的極限狀態

普通螺栓:螺桿本身發生超過設計允許的塑性變形,螺桿被剪壞。

普通螺栓連接,開始承受剪力前連接板間就會發生相對滑移,繼而螺栓桿和連接板接觸,發生彈塑性形變,承受剪力。

高強度螺栓:有效摩擦面間的靜摩擦力被攻克,兩塊鋼板發生相對位移,設計考量上即為破壞。

高強度螺栓連接,摩擦力首先承受剪力,當荷載增大到摩擦力不足以抵抗剪力,靜摩擦力被攻克,連接板發生相對滑移(極限狀態)。但此時雖然破壞,但螺栓桿與連接板發生接觸,依然可以利用其本身的彈塑性形變,承受剪力。高強度螺栓的承載能力高于普通螺栓,是為“高強”?

由單個螺栓的計算可知,高強度螺栓抗拉和抗剪的設計強度均低于普通螺栓。其高強實質是:正常工作時,節點不允許發生任何相對滑移,即:彈塑性變形小,節點剛度大。

可見:在給定設計節點荷載的情況下,用高強度螺栓設計的節點并不一定能節省螺栓使用數量,但是其變形小,剛度大,安全儲備高。適合用主梁,等要求節點剛度較大的位置,符合“強節點,弱桿件”的基本抗震設計原理。

高強度螺栓之強,并非在于其本身的承載能力設計值,而是表現于其設計節點的剛度大,安全性能高,抗破壞的能力強。

 

 

普通螺栓和高強度螺栓由于其設計的受力原理不同,其在施工檢驗方法上有極大的區別。

 

同等級普通螺栓各項機械性能要求均比高強度螺栓略高,但高強度螺栓較普通螺栓多一項沖擊功的驗收要求。

 

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