扭剪型螺栓(高强度大六角头螺栓)

来源:钢结构工程

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钢结构有哪几种连接方式？

答:钢结构常用的连接方式有焊接、螺栓连接(普通螺栓连接、高强度螺栓连接)和铆接。

Q2

螺栓的主要分类方法？

答: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，热处理(淬火+回火)。一般称为高强度螺栓，8.8级以下的一般称为普通螺栓。小数点前后的数字分别表示螺栓材料的名义抗拉强度和屈强比值。

常见的螺栓有六角螺栓、双头螺栓、地脚螺栓等。高强度螺栓分为扭剪型高强度螺栓和大六角高强度螺栓。

按常见的传力方式可分为抗剪螺栓、抗拉螺栓和既抗剪又抗拉螺栓。剪力连接——垂直于轴方向的外力由螺钉承压抗剪传递，板间有相互错位的趋势；拉伸连接——平行于轴方向的外力通过螺钉的拉力传递，板材有相互分离的趋势；拉剪联合作用下的连接——垂直于轴方向和平行于轴方向的外力由螺杆传递。板块之间有相对错位和相互分离的趋势。

根据计算和设计方法，高强度螺栓可分为摩擦连接和承压连接。

I型摩擦连接——剪切力仅由挤压力产生的摩擦阻力传递，设计准则为剪切力不超过摩擦阻力(接触面不允许滑动)。

承压连接——接触面允许滑动，以连接的极限承载力作为设计准则。其承载力高于摩擦型，连接紧密，但剪切变形大于摩擦型。

Q3

螺栓排列和螺栓间距要求？

答:螺栓布置分为平行和交错布置，平行-螺栓布置简单、整齐、紧凑，使用的连接板尺寸较小，但构件截面削弱较大；错位——螺栓布置不紧凑，使用的连接板尺寸大，构件截面削弱小。

螺栓边缘和中间距离不能太大，以防止钢板之间的松配合和水分的侵入而腐蚀钢材；当受拉构件、中间距离和余量过小时，连接板的截面将被削弱过多，净截面可能沿直线或折线破坏，连接的钢筋将被剪切；在受压构件中，沿作用方向的螺栓间距过大，连接板容易发生屈曲。下表显示了螺栓的最大和最小允许距离。

Q4

螺栓抗剪连接的工作性能如何？

答:剪力连接是最常见的螺栓连接形式。通过剪切试验，可以得到试件上A点和B点之间的相对位移与作用力的关系曲线。从加载到部件失效有四个阶段。

1)摩擦力传递的弹性阶段(O1倾斜直线段):荷载由板间接触面的摩擦力传递，锚杆与孔壁的间隙保持不变，处于弹性阶段。这个阶段很短，可以忽略不计。

2)相对滑动阶段(12条水平线段):当荷载增大时，剪力达到摩擦力最大值，板间发生相对滑动，直至锚杆接触孔壁。

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

4)破坏阶段(曲线34):在这个阶段，即使给定一个很小的荷载增量，连接件的剪切变形也会迅速增加，直至连接件最终破坏。对应于曲线最高点“4”的载荷是极限载荷。

Q5

螺栓损坏的形式有哪些？

答:螺栓损坏的主要形式有:(1)螺栓轴被剪断；⑵孔壁被挤压破坏；(3)板被拉掉；(4)剪切板的端部；⑸螺杆弯曲失效。

Q6

螺栓的紧固要求？

答:普通螺栓的紧固:螺栓的紧固顺序应从中间开始，对称向两侧进行。螺栓的紧固结构应以操作者的手感和连接接头的形状控制为准。对于较大的接头，应采用复拧，即采用两种紧固方式，以保证接头中的所有螺栓都能均匀受力；

高强度螺栓连接副的初拧、复拧和终拧应按接头刚度较高的位置向约束较小的方向、螺栓组中心向外围的顺序进行；高强度螺栓和焊接接头应在焊接前用螺栓紧固。

Q7

如何确定高强度螺栓的长度？

答:高强度螺栓的长度应按螺栓连接副终拧后露出2 -3扣的标准计算，并按下列公式计算。所选高强度螺栓的公称长度应为修整后的长度，应按计算的螺栓长度L进行修整，修整间隔为5mm。

L = L′+△L

△L=M+NS+3P

类型:

l ':连接板的总厚度；

△L:附加长度，即扣件长度的加长值，应按下表取值；

m:高强度螺母的公称厚度；

n:垫圈数量，一个扭剪型高强度螺栓和两个大六角头高强度螺栓；

s:高强度垫圈的公称厚度，当采用大圆孔或长圆孔时，应按实际厚度取值；

p:螺距，3P表示螺栓露出3个螺纹长度。

Q8

高强度螺栓设计注意事项？

答:高强度螺栓的预应力紧固不同于普通螺栓。普通螺栓一般用扳手紧固，高强度螺栓需要专用设备操作。对于斜钢梁，要特别注意紧固设备操作之间的最小距离空，否则部分高强度螺栓无法紧固。

Q9

普通螺栓的结构和工艺要求是什么？

答:当普通螺栓用作永久连接螺栓时，有以下要求:

①平垫圈应分别设置在螺栓头和螺母侧，螺栓头侧不超过两个，螺母侧不超过一个；

(2)动载荷作用下重要零件的螺栓连接设计有防松要求时，应采用带防松装置的螺母或弹簧垫圈，弹簧垫圈应放在螺母侧；

③工字钢、槽钢等有斜面的螺栓连接应使用斜垫圈；

④同一连接接头的螺栓数量不应少于2个；

⑤螺栓拧紧后，外露螺纹不应少于2扣。螺栓的质量可以用锤击法检查。

Q10

高强度螺栓的结构和工艺要求是什么？

答:高强度螺栓的结构和工艺要求如下:

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

②安装环境温度不应低于-10℃；

③高强度螺栓在现场安装时应能自由穿入螺栓孔，不应强行穿入；

④高强度螺栓过度扭转应更换，更换后的螺栓应废弃，不得重复使用；

⑤高强度螺栓的长度应按螺栓连接副最终拧紧后露出2-3扣的标准计算。