[分享]钢结构螺栓问题的十问十答!

发表于2020-02-12    251人浏览    1人跟帖    总热度:668  

张庆芳




Q1

钢结构有哪几类连接方法?

A:钢结构的常用连接方法有焊接、螺栓连接(普通螺栓连接、高强螺栓连接)、铆接。



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Q2

螺栓主要分类方式?

A:按性能等级分为3.6、4.8、5.6、6.8、8.8、9.8、10.9等等级,8.8级及以上螺栓材质为低碳合金钢或中碳钢并经热处理(淬火+回火),通称高强度螺栓,8.8级以下通称普通螺栓。其中小数点前、后数字分别表示为螺栓材料的公称抗拉强度和屈强比值。


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普通螺栓常用有六角螺栓、双头螺栓、地脚螺栓等,高强螺栓分为扭剪型高强螺栓和大六角高强螺栓。


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普通按传力方式分为抗剪螺栓、抗拉螺栓、既受剪又受拉螺栓。抗剪连接——依靠螺杆承压和抗剪来传递垂直于杆轴方向的外力,板件之间有相互错动的趋势;抗拉连接——依靠螺杆抗拉来传递平行于杆轴方向的外力,板件之间有相互脱开的趋势;抗拉、剪联合作用的连接——依靠螺杆既传递垂直于杆轴方向的外力,又传递平行于杆轴方向的外力。板件之间既有相对错动又有相互脱开的趋势。


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高强螺栓按计算、设计方法可分为摩擦型连接和承压型连接。


摩擦型连接——只靠挤压力产生的摩擦阻力传递剪力,并以剪力不超过摩擦阻力(不允许接触面滑移)作为设计准则。


承压型连接——允许接触面滑移,以连接达到破坏的极限承载力作为设计准则,其承载力高于摩擦型,连接紧凑,但剪切变形比摩擦型大。


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Q3

螺栓的排列及螺栓间距要求?

A:螺栓排列分为并列和错列,并列——螺栓排列简单、整齐、紧凑,所用连接板尺寸小,但构件截面削弱大;错列——螺栓排列不紧凑,所用连接板尺寸大,构件截面削弱小。



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螺栓边距和中距不宜太大,防止板件间因贴合不密,潮气侵入而腐蚀钢材;受拉构件,中距和边距太小时,对连接板截面削弱太多,有可能沿直线或折线发生净截面破坏,被连接钢材被剪坏;受压构件,沿作用力方向螺栓间距过大,被连接板件间容易凸曲。螺栓的最大、最小容许距离如下表所示。


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Q4

螺栓抗剪连接工作时的工作性能?


A:抗剪连接是最常见的螺栓连接形式,经过抗剪试验可得试件上a、b两点间的相对位移与作用力间的关系曲线。从加载到构件破坏总共经过四个阶段。


1)摩擦传力弹性阶段(O1斜直线段):荷载靠板件间接触面的摩擦力传递,螺栓杆与孔壁间的间隙保持不变,处于弹性阶段此阶段很短,可略去不计。


2)相对滑移阶段(12水平线段):荷载增大,剪力达到摩擦力最大值,板件间产生相对滑移,直至螺栓杆与孔壁接触。


3)弹塑性阶段(23曲线):螺栓杆除受剪力外,还承受弯矩和轴向拉力,孔壁受到挤压。达到“3”点时,螺栓或连接板达到弹性极限。


4)破坏阶段(34曲线):此阶段即使给荷载很小的增量,连接的剪切变形也迅速加大,直到连接的最后破坏。曲线的最高点“4”所对应的荷载即为极限荷载。


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Q5

螺栓破坏有哪些形式?


A:螺栓破坏的形式主要有:⑴螺栓杆被剪坏;⑵孔壁被挤压破坏;⑶板件被拉断;⑷板件端部被剪坏;⑸螺杆弯曲破坏。


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Q6

螺栓的紧固要求?


A:普通螺栓的紧固:螺栓的紧固顺序应从中间开始,对称向两边进行。螺栓的紧固施工以操作者的手感及连接接头的外形控制为准,对大型接头应采用复拧,即两次紧固方法保证接头内各个螺栓能均匀受力;


高强度螺栓连接副初拧、复拧和终拧应以接头刚度较大的部位向约束较小的方向、螺栓群中央向四周的顺序进行;高强度螺栓和焊接并用的连接节点,宜按先螺栓紧固后焊接的施工顺序。


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Q7

高强度螺栓长度确定方法?


A:高强螺栓长度应以螺栓连接副终拧后外露2扣-3扣丝为标准计算,按下列公式计算。选用的高强度螺栓公称长度应取修约后的长度,应根据计算出的螺栓长度L按修约间隔5mm进行修约。

L=L′+△L

△L=M+NS+3P

式中:

L′:连接板总厚度;

△L:附加长度,即紧固长度加长值,按下表进行取值;

M:高强螺母公称厚度;

N:垫圈个数,扭剪型高强螺栓为1个,大六角头高强螺栓为2个;

S:高强度垫圈公称厚度,采用大圆孔或槽孔时,按实际厚度取值;

P:螺纹的螺距,3P意思是螺栓露出3个丝扣长度。


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Q8

高强螺栓设计注意事项?


A:高强螺栓预应力紧固不同于普通螺栓紧固,普通螺栓一般用扳手紧固,高强螺栓需用专用设备进行操作,对于斜向钢梁,特别需要注意紧固设备的操作空间最小间距,否则会导致部分高强螺栓无法紧固的。


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Q9

普通螺栓有哪些构造和工艺要求?


A:普通螺栓作为永久性连接螺栓时,具有下列要求:


① 螺栓头和螺母侧应分别设置平垫圈,螺栓头侧放置的垫圈不应多于2个,螺母侧放置的垫圈不应多余一个;

② 承受动力荷载或重要部位的螺栓连接,设计有防松动要求时,应采取有防松动装置的螺母或弹簧垫圈,弹簧垫圈应放置在螺母侧;

③ 对工字钢、槽钢等有斜面的螺栓连接,宜采用斜垫圈;

④ 同一个连接接头螺栓数量不应少于2个;

⑤ 螺栓紧固后外露丝扣不应少于2扣,螺栓紧固质量,可采用锤击法检查。


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Q10

高强螺栓有哪些构造和工艺要求?


A:高强螺栓的构造及工艺要求如下:


① 高强度大六角头螺栓连接副由一个螺栓、一个螺母和两个垫圈组成,扭剪型高强度螺栓连接副由一个螺栓、一个螺母和一个垫圈组成;

② 安装环境气温不宜低于-10℃;

③ 高强度螺栓现场安装时应能自由穿入螺栓孔,不得强行穿入;

④ 高强度螺栓超拧需更换,并废弃换下来的螺栓,不得重复使用;

⑤ 高强度螺栓长度应以螺栓连接副终拧后外露2-3扣丝为标准计算。


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来源建筑工程鲁班联盟,作者:龙攀。
 


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 发表于2020-02-12   |  只看该作者      

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