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高强螺栓与普通螺栓的分别
返回列表 来源: 发布日期: 2022.02.17

高强度螺栓是我们钢结构施工中最常见的施工内容,所有的钢结构工程师都会觉得熟悉再熟悉。然而,事实可能并非如此。我们从最基本的概念开始,带你重新理解高强度螺栓,可能会颠覆你最基本的理解。

01.什么是高强度螺栓?★高强螺栓(High-Strength Friction Grip Bolt),英文直译为:高强度摩擦预紧螺栓,英文简称:HSFG。可以看出,我们在中文施工中所说的高强度螺栓是高强度摩擦预紧螺栓的缩写。在日常沟通中,只有摩擦(Friction)”“预紧(Grip)这两个词引起了许多工程技术人员对高强度螺栓基本定义的理解和误解。

颠覆1:误解:材料等级超过8.8级螺栓为高强度螺栓。

高强度螺栓和普通螺栓的核心区别不在于材料的强度,而在于力的形式。本质是否施加预紧力,并使用静摩擦力进行剪切。*

事实上,美国标准规范中提到的高强度螺栓(HSFG BOLT)只有8.8级和10.9级两种(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);由此可见,高强度螺栓与普通螺栓的区别并不是关键。

★02.正确理解高强★按照GB计算单个普通螺栓50017(B类)8.8级和高强度螺栓8.8级抗拉抗剪强度。

通过计算,我们可以看到,在相同等级下,普通螺栓的抗拉强度和抗剪强度设计值高于高强度螺栓。*

那高强度螺栓,强在哪里?

为了回答这个问题,我们必须从两个螺栓的设计状态开始,研究其弹性变形的规律,并了解设计损坏的极限状态。

普通螺栓和高强度螺栓在工作状态下应力应变曲线

设计破坏时的极限状态

普通螺栓:螺钉本身超过设计允许的塑性变形,螺钉被切断。

普通螺栓连接时,在开始承受剪力之前,连接板之间会发生相对滑动,然后螺栓杆与连接板接触,产生弹性塑性变形,承受剪力。

高强度螺栓:有效摩擦表面之间的静摩擦被克服,两块钢板相对位移,设计考虑为损坏。

高强螺栓连接,摩擦力首先承受剪力,当荷载增大到摩擦力不足以抵抗剪力,静摩擦力被攻克,连接板发生相对滑移(极限状态)。但此时虽然破坏,但螺栓杆与连接板发生接触,依然可以利用其本身的弹塑性形变,承受剪力。(3)*

颠覆二:误区:高强度螺栓的承载能力高于普通螺栓,为高强度。

根据单个螺栓的计算,高强度螺栓的抗拉和剪切设计强度低于普通螺栓。其高强度本质是:在正常工作中,节点不允许发生相对滑动,即弹性变形小,节点刚度大。

可以看出,在给定设计节点的负荷下,高强度螺栓设计的节点可能无法节省螺栓的数量,但其变形小、刚度大、安全储备高。适用于节点刚度大的主梁,符合强节点、弱杆的基本抗震设计原理。

高强度螺栓的强度不在于其自身的承载力设计值,而在于其设计节点刚度大、安全性高、抗破坏性强。

★03.对比高强度螺栓★

由于其设计受力原理不同,普通螺栓和高强螺栓在施工检验方法上存在很大差异。

同级普通螺栓的机械性能要求略高于高强度螺栓,但高强度螺栓的验收要求略高于普通螺栓。

标识样式对比

普通螺栓和高强度螺栓的标记是现场识别同级螺栓的基本方法。由于英美标准中高强度螺栓扭矩值计算的值不同,也有必要识别两个标准的螺栓。

价格对比

高强螺栓:(M24,L60,8.8级)

普通螺栓:(M24,L60,8.8级)

可以看出,普通螺栓的价格约为高强度螺栓的70%。结合验收要求,可以得出结论,其溢价部分应保证材料的冲击功率(韧性)性能。

04.总结

★对于一个看似简单的问题来说,从本质上深入、全面、正确地理解它并不是一件简单的事情。高强度螺栓与普通螺栓的定义、含义和深刻区别是我们正确理解、使用高强度螺栓和施工管理的基本前提。

观点: (1)*:在一些钢结构书中确实提出,高强度螺栓是指强度超过8.8级螺栓。对于这种观点,首先,英国和美国的标准不支持,强和弱没有定义为一定的强度水平。其次,它不符合我们工作中提到的高强度螺栓。

(2)*:为便于比较,这里不考虑复杂螺栓组的应力。

(3)*:在设计承压型高强度螺栓时,还考虑了螺钉的承压力,详细介绍了以下高强度螺栓承压型与摩擦型对比。

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