一級(jí)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)：高強(qiáng)度螺栓的知識(shí)

　　高強(qiáng)度螺栓在生產(chǎn)上全稱(chēng)叫高強(qiáng)度螺栓連接副，一般不簡(jiǎn)稱(chēng)為高強(qiáng)螺栓。

　　根據(jù)安裝特點(diǎn)分為：大六角頭螺栓和扭剪型螺栓。其中扭剪型只在10.9級(jí)中使用。

　　根據(jù)高強(qiáng)度螺栓的性能等級(jí)分為：8.8級(jí)和10.9級(jí)。其中8.8級(jí)僅有大六角型高強(qiáng)度螺栓，在標(biāo)示方法上，小數(shù)點(diǎn)前數(shù)字表示熱處理后的抗拉強(qiáng)度;小數(shù)點(diǎn)后的數(shù)字表示屈強(qiáng)比即屈服強(qiáng)度實(shí)測(cè)值與極限抗拉強(qiáng)度實(shí)測(cè)值之比。8.8級(jí)的意思就是螺栓桿的抗拉強(qiáng)度不小于800MPa，屈強(qiáng)比為0.8;10.9級(jí)的意思就是螺栓桿的抗拉強(qiáng)度不小于1000MPa，屈強(qiáng)比為0.9.

　　結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中高強(qiáng)度螺栓直徑一般有M16/M20/M22/M24/M27/M30，不過(guò)M22/M27為第二選擇系列，正常情況下選用M16/M20 /M24/M30為主。

　　高強(qiáng)度螺栓在抗剪設(shè)計(jì)上根據(jù)設(shè)計(jì)要求分為：高強(qiáng)度度螺栓承壓型和高強(qiáng)度螺栓摩擦型。摩擦型的承載能力取決于傳力摩擦面的抗滑移系數(shù)和摩擦面數(shù)量，噴砂(丸)后生赤銹的摩擦系數(shù)最高，但從實(shí)際操作來(lái)看受施工水平影響很大，很多監(jiān)理單位都提出能否降低標(biāo)準(zhǔn)來(lái)確保工程質(zhì)量。承壓型的承載能力取決于螺栓抗剪能力和栓桿承壓能力能力的最小值。在只有一個(gè)連接面的情況下，M16摩擦型抗剪承載力為21.6~45.0kN，而M16承壓型抗剪承載力為39.2~48.6 kN，性能要優(yōu)于摩擦型。在安裝上，承壓型工藝要簡(jiǎn)單一些，連接面僅需清除油污及浮銹。

　　沿軸桿方向抗拉承載力，在鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范中寫(xiě)的很有意思，摩擦型設(shè)計(jì)值等于0.8倍預(yù)拉力，承壓型設(shè)計(jì)值等于螺桿有效面積乘以材料抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，看起來(lái)似乎有很大區(qū)別，實(shí)際上兩個(gè)值基本一致，我一直不太明白規(guī)范為什么要這么寫(xiě)，采用的都是同一種材料為何要用兩種表達(dá)方式計(jì)算同一個(gè)數(shù)值?

　　在同時(shí)承受剪力和桿軸方向拉力時(shí)，摩擦型要求是螺栓承受的剪力與受剪承載力之比加上螺桿承受軸力與受拉承載力應(yīng)力比之和小于1.0，承壓型要求是螺栓承受的剪力與受剪承載力之比的平方加上螺桿承受軸力與受拉承載力應(yīng)力比的平方之和小于1.0，也就是說(shuō)在同種荷載組合情況下，相同直徑的承壓型高強(qiáng)度螺栓在設(shè)計(jì)上的安全儲(chǔ)備要高于摩擦型高強(qiáng)度螺栓的。

　　考慮到在強(qiáng)震反復(fù)作用下，連接摩擦面可能會(huì)失效，這時(shí)候的抗剪承載力還是要取決于螺栓抗剪能力和板件承壓能力，因此抗震規(guī)范規(guī)定了高強(qiáng)度螺栓極限受剪的承載力計(jì)算公式。

　　盡管承壓型在設(shè)計(jì)數(shù)值上占有優(yōu)勢(shì)，但由于其屬于剪壓破壞型式，螺栓孔為類(lèi)似普通螺栓的孔隙型螺栓孔，在承受荷載作用時(shí)的變形遠(yuǎn)大于摩擦型，所以高強(qiáng)度螺栓承壓型主要用于非抗震構(gòu)件連接、非承受動(dòng)荷載構(gòu)件連接、非反復(fù)作用構(gòu)件連接。

　　這兩種型式的正常使用極限狀態(tài)也是有區(qū)別的：

　　摩擦型連接是指在荷載基本組合作用下連接摩擦面發(fā)生相對(duì)滑移;

　　承壓型連接是指在荷載標(biāo)準(zhǔn)組合作用下連接件之間發(fā)生相對(duì)滑移;

?二級(jí)結(jié)構(gòu)工程師

更多信息請(qǐng)?jiān)L問(wèn)：結(jié)構(gòu)工程師頻道    結(jié)構(gòu)工程師論壇